木质素基离子导电弹性体

高韧粘附抗冻抗菌

从木质纤维素中同步提取非纤维素组分并原位聚合，实现高韧性、强粘附、抗冻与抗菌多功能集成的离子导电弹性体

Qi, Zhiqiang · Wang, Hao · Yang, Keyan · Cai, Hongzhen · 韩祥生

International Journal of Biological Macromolecules 2024

具体参数

拉伸强度

{'zh': '~1200', 'en': '~1200'} kPa

韧性

{'zh': '~9.1', 'en': '~9.1'} MJ m⁻³

搭接剪切强度

{'zh': '~61.5', 'en': '~61.5'} kPa

应变灵敏度因子

{'zh': '~23.5', 'en': '~23.5'}

工作循环稳定性

{'zh': '~4000', 'en': '~4000'} cycles

技术优势

一锅法绿色制备

利用可聚合深共晶溶剂直接处理木质纤维素，同步提取非纤维素组分并溶解，随后原位光聚合，无需有机溶剂或多步纯化。

高韧性且可拉伸

均匀分散的木质素和半纤维素在PDES基质中产生能量耗散机制，赋予弹性体~9.1 MJ m⁻³的高韧性。

多种基材强粘附

木质素中的邻苯二酚结构带来良好的界面相互作用，对金属的搭接剪切强度高达~61.5 kPa。

零下环境稳定工作

PDES的深共晶特性抑制冰晶形成，弹性体在-20 °C仍可灵敏检测人体运动与生理信号，GF约23.5。

应用场景

• 电子皮肤：贴合皮肤、高韧性且能检测微弱的生理信号，可直接贴附用于健康监测。
• 柔性传感器：高拉伸性、高GF和低温稳定性使其适用于可穿戴运动与应变传感。
• 人机界面：能稳定输出人体动作信号，作为柔性界面实时控制机器。
• 生物相容弹性体：原料源于木质纤维素，无液体且抗菌，适合与生物组织接触。
• 可拉伸导体：离子导电、可大应变拉伸，可替代硬质导线用于柔性电路。