纳米纤维离子凝胶

抗断裂 高强度

通过溶剂调控界面氢键竞争构建仿生硬‑软界面，实现离子凝胶同时具备高强度与抗断裂能力。

张贺 · Sun, Mingze · Li, Hao · He, Xingdao · 史鹏 · 徐立之

Science Advances 2025

具体参数

机械强度

{'zh': '65.4', 'en': '65.4'} MPa

断裂能

{'zh': '607', 'en': '607'} kJ/m²

承载能力

{'zh': '5000', 'en': '5000'} times own weight

技术优势

强度与韧性兼备

致密的纳米纤维网络与稳固的相间氢键赋予材料 ~65.4 MPa 的拉伸强度与 ~607 kJ/m² 的断裂能，突破常见离子凝胶强度-韧性互斥的限制。

承载自身数千倍重量

凭借超高比强度，一片轻质凝胶即可吊起超过自身重量 5000 倍的重物，适用于轻量化承重结构。

抗干燥且透气

离子液体不易挥发的特性配合纳米纤维网络的透气结构，使凝胶可在开放环境中长期稳定工作，无需封装。

应用场景

• 软体机器人：用作高强度、抗撕裂的驱动与传感元件，可承受反复大变形。
• 可穿戴生物电子：透气、抗干燥的离子导电层用于长期电生理监测，无需额外封装。
• 组织工程：载药抗菌、高含水、可调力学性能，用作加速慢性伤口愈合的电子绷带。
• 水凝胶：提供兼具高强度、高韧性与离子导电性的离子凝胶，替代传统脆弱水凝胶。
• 电子皮肤：透气、可拉伸、高灵敏度离子导电传感层，贴合皮肤实现多模态信号检测。