双网络无液体离子弹性体

高强韧且环境稳定

利用天然多糖构建共价交联双网络，实现无液体离子导体的高强度、可调电导率和宽环境适应性。

Meilin, Zhang · Zhongshen, Cai · Yufan, Lan · Zongming, Lv · Rui, Qian · Zhongsheng, Shi · 付丽华 · 林宝凤 · 徐传辉 · Li, Qunyang · Huang B.

Chemical Engineering Journal 2026

具体参数

拉伸强度

{'zh': '9.8', 'en': '9.8'} MPa

韧性

{'zh': '17.92', 'en': '17.92'} MJ/m³

电导率

{'zh': '0.003–0.013', 'en': '0.003–0.013'} S/m

TENG输出电压

{'zh': '165', 'en': '165'} V

TENG输出电流

{'zh': '11', 'en': '11'} μA

TENG功率密度

{'zh': '1.11', 'en': '1.11'} W/m²

TENG循环稳定性

{'zh': '1500', 'en': '1500'} cycles

技术优势

强度韧性兼备

刚性的纤维素交联网络与柔性的低共熔溶剂聚合物网络通过共价键互穿，受力时刚性骨架承载、柔性网络耗散能量，实现9.8 MPa拉伸强度和17.92 MJ/m³韧性。

无液体不泄漏

完全以可聚合低共熔溶剂替代水/离子液体，聚合后形成固态弹性体，彻底避免蒸发和泄漏，在20–70 °C、20–90% RH范围内稳定工作。

TENG输出高且稳

聚乙烯亚胺的强给电子能力使TENG器件输出电压达165 V、电流11 μA、功率密度1.11 W/m²，点亮40个LED，且1500次循环后电压无衰减。

应用场景

• 柔性应变传感器：可监测肢体运动并用于信息加密，兼具高拉伸和稳定信号。
• 摩擦纳米发电机：利用PEI强给电子能力实现高输出，驱动LED或自供电系统。
• 电子皮肤：高强韧、环境稳定且生物相容，适合贴合皮肤长期监测。
• 可穿戴设备：无液体、宽温湿稳定，可直接裁剪集成为穿戴传感或发电模块。
• 自供电传感：应变传感结合TENG，实现无电池的力学感知与信号无线传输。