纳米纤维素交联离子凝胶

高强高韧多功能

通过纳米纤维素大分子交联与相分离策略，同时实现高拉伸、高强度和自修复，拓宽了离子凝胶在柔性传感领域的应用潜力。

Li, Xiang · Xing, Song · Xinrui, Qie · Haiyang, Feng · Zhipeng, Min · 张继国 · 任世学 · 任军学

Cell Reports Physical Science 2024

参数信息

拉伸率

975 %

强度

3.29 MPa

韧性

13.15 MJ m⁻³

自修复效率

60 %

粘附能

850 J m⁻²

技术优势

拉伸率近十倍

相分离结构耗散能量，允许凝胶在断裂前大幅变形。

强度超过3 MPa

纳米纤维素刚性骨架与动态交联共同承受载荷。

可自修复

Zn²⁺诱导的动态交联结构使断裂面重新键合，修复效率达60%。

粘附不脱落

丰富的官能团赋予850 J m⁻²粘附能，可直接贴附皮肤。

应用场景

• 软体机器人应变传感：高拉伸与自修复让传感器随软体机器人反复变形不失效。
• 电子皮肤：粘附性强且柔韧，可贴合皮肤检测关节运动。
• 可穿戴汗液pH监测：表面喷涂姜黄素即可在运动时实时监测汗液pH。
• 柔性应变传感器：高拉伸率与韧性使传感器能承受大应变并保持稳定。
• 自修复离子凝胶涂层：自修复性能让涂层在损伤后恢复功能，延长使用寿命。