可切换离子凝胶

韧–刚双态可逆切换

利用纤维素介导的离子液体结晶，实现离子凝胶在室温下韧性与刚性的独特可逆转换。

Yu, Zhengyang · Hua, Qi · Panahi-Sarmad, Mahyar · Yang, Pu · Renneckar, Scott H. · 刘鹤 · Jiang, Feng

Nature Communications 2025

具体参数

本体韧性

{'zh': '25.7', 'en': '25.7'} MJ m⁻³

断裂韧性

{'zh': '47.1', 'en': '47.1'} kJ m⁻²

拉伸模量（刚性态）

{'zh': '134.6', 'en': '134.6'} MPa

压缩模量（刚性态）

{'zh': '48.9', 'en': '48.9'} MPa

技术优势

室温就能切换

利用离子液体在常温下的可逆结晶/熔融，无需额外加热或制冷即可实现韧-刚性转变。

又韧又刚

韧性态本体韧性 25.7 MJ m⁻³；结晶后刚性态拉伸模量 134.6 MPa，两种极端性能集于一身。

形状可编程

通过结晶锁定临时形状，加热后快速恢复原始形状，过程可逆且重复。

应用场景

• 自修复材料：利用韧性态的高断裂能实现损伤容限与自修复。
• 柔性器件：刚度可调特性适应柔性电子基底的动态需求。
• 电子皮肤：室温下的韧-刚转变模拟了电子皮肤的力响应。
• 软体机器人：可逆相变实现软体机器人的刚度编程与形状记忆。