两性离子双网络水凝胶

−18.3°C 抗冻仍导电

通过溶剂交换形成微相分离结构，兼具高拉伸性与抗冻性，作为摩擦电层在80%相对湿度下电荷保持率达92%。

Yutong, Ding · 75933417 · Ouyang, Mi · Ge, Meng · 陈枫 · 况太荣

Advanced Functional Materials 2024

具体参数

拉伸强度

{'zh': '211.9', 'en': '211.9'} kPa

断裂伸长率

{'zh': '472.3', 'en': '472.3'} %

电导率

{'zh': '0.6', 'en': '0.6'} mS cm⁻¹

抗冻温度

{'zh': '-18.3', 'en': '-18.3'} °C

电荷密度

{'zh': '456', 'en': '456'} µC m⁻²

输出功率密度

{'zh': '464', 'en': '464'} mW m⁻²

开路电压保持率

{'zh': '92', 'en': '92'} %

技术优势

高湿下不掉电

亲水基团与水分子相互作用，减少电荷损失，在80%相对湿度下开路电压保持率达92%。

低温仍导电

微相分离结构使其在−18.3°C仍保持0.6 mS cm⁻¹的电导率，适合寒冷环境。

拉伸近5倍

断裂伸长率472.3%，可适应人体运动变形而不损坏。

输出功率高

作为摩擦电层，电荷密度456 µC m⁻²、输出功率密度464 mW m⁻²，可直接为小型电子设备供能。

应用场景

• 可穿戴能量收集：将人体运动机械能转化为电能，为可穿戴设备供电。
• 柔性电子器件：高拉伸、可弯曲的水凝胶可适应柔性电路变形。
• 电子皮肤：兼具粘附性和生物相容性，可贴附皮肤实现生理信号传感。
• 自供能传感：基于摩擦电效应，无需外部电源即可实现自供能传感。
• 抗冻水凝胶：低温下保持柔性和导电性，适用于寒冷环境可穿戴应用。