纤维素骨架离子导电弹性体

万次拉伸不坏

水蒸气介导再生策略构建均匀纤维素3D网络，同步实现高机械强度与稳定离子传导，且可自修复。

Zongming, Lv · Hongping, Li · Meilin, Zhang · Yuanyuan, Lao · 付丽华 · 林宝凤 · 徐传辉 · Huang B.

Chemical Engineering Journal 2026

具体参数

拉伸强度

{'zh': '3.1', 'en': '3.1'} MPa

杨氏模量

{'zh': '1.63', 'en': '1.63'} MPa

韧性

{'zh': '13.0', 'en': '13.0'} MJ/m³

离子电导率

{'zh': '1.1–3.2 × 10⁻²', 'en': '1.1–3.2 × 10⁻²'} S/m

循环稳定性（200%应变）

{'zh': '10,000', 'en': '10,000'} cycles

信号稳定循环数

{'zh': '~680', 'en': '~680'} cycles

电池开路电压

{'zh': '0.731', 'en': '0.731'} V

电池运行稳定性

{'zh': '14', 'en': '14'} days

技术优势

工艺绿色无毒

水蒸气介导再生策略全程无需有机溶剂，仅用水作为纤维素的再生介质，反应温和且环境友好。

万次拉伸不坏

均匀的纤维素骨架与聚合物基体形成协同网络，通过可逆氢键耗散能量，使得弹性体在200%大应变下循环10,000次仍无断裂。

自修复，寿命更长

材料具有本征自修复能力，损伤后可恢复力学和电学性能，延长器件使用寿命。

应用场景

• 柔性应变传感器：利用其高韧性和万次循环稳定性，制作可穿戴应变传感器监测人体运动。
• 自供能传感：作为固态电解质组装电池，可驱动传感器实现自供能，无需外接电源。
• 人体运动监测：弹性体应变传感器可贴附皮肤，实时检测手指弯曲、关节运动等信号。
• 软体离子电子器件：该弹性体集离子传导、自修复和柔性于一体，是构建软体离子器件的理想材料。
• 固态电解质：弹性体可作固态电解质，替代液态电解液，实现无泄漏、长周期稳定的电池。