Autonomously Self-healing and Ultrafast Highly-stretching Recoverable Polymer through Trans-octahedral Metal-ligand Coordination for Skin-inspired Tactile Sensing
以反式八面體金屬配位體之高分子來實現自我修復與超快高拉伸可恢復特性並應用於類皮膚觸覺元件
T.-Y. Han, C.-H. Lin, Y.-S. Lin, C.-M. Yeh, Y.-A. Chen, H.-Y. Li, Y.-T. Xiao, J.-W. Chang, A.-C. Su, U.-S. Jeng(鄭有舜)*, and H.-H. Chou*
2022/07/07
自我修復和可拉伸材料因其在開發人機界面方面的廣泛潛在應用而引起了廣泛關注。然而，要獲得能夠在室溫下自我修復和高拉伸後快速彈性恢復的高分子材料仍然是一個巨大的挑戰。我們在此開發了一種基於甲苯 2,4-二異氰酸酯彈性體 (PTD) 的新高分子材料，其中具有為 4,4'-雙(羥甲基)-2,2'-聯吡啶 (bpy)，通過將 Zn2+ 或 Ni2+ 離子與 bpy 部分結合的反式八面體金屬配位體，來實現具有自我修復和超快拉伸特性恢復性能； 其中Zn-和Ni-bpyPTD均表現出耐水、抗菌、低毒和高透明度的綜合性能，並各自有優異的自癒合和機械強度。我們發現潛在機制與反式八面體金屬配位體及其有序的奈米結構相關，這些奈米結構可作為富含氫鍵的 bpyPTD 基質中的有效交聯位點，透過 X 射線吸收和原位小角和廣角 X-射線散射分析來首次被揭露。特別是，當製成感測元件時，Ni-bpyPTD 在 60 秒內高達 300% 應變的重複循環拉伸測試下表現出一致且穩定超過 100 個循環的機械和電響應，將可作為一種有應用潛力的類皮膚高分子材之料觸覺元件。
研究動態
