本技术涉及柔性电子材料领域,介绍了一种新型自修复导电水凝胶材料的制备方法及其应用。该材料以丙烯酰胺为单体,结合碳基导电填料和疏水单体,通过自由基聚合技术,利用动态酰腙键和氢键实现自修复功能,为柔性电子设备提供高性能材料解决方案。
背景技术
水凝胶作为一种具有三维网状交联结构的高分子材料,凭借其高含水量和优异的生物相容性与机械性能,成为了能源、农业以及材料科学等领域的重要材料。通过在水凝胶基体中添加导电填料,如导电聚合物、碳基材料、金属盐类和离子液体等赋予了水凝胶导电性能,使其在柔性传感器技术、生物医学工程和智能材料等多个领域展现出巨大的应用潜力。
目前,导电水凝胶的研究成果显著,但仍面临着一些挑战。导电水凝胶在受到外力挤压时,材料表面会产生微观裂纹从而影响水凝胶结构的完整性和电学性能,进而使材料寿命极具缩短,并且受损的水凝胶也难以用人工的方法修复。而自修复水凝胶可以自发的对损伤进行修复或通过外加刺激的干预(如pH、光、温度)从而修复,因此将自修复过程可以分为自发性和非自发性。其中非自发性自修复材料是将微胶囊、纳米容器或含有单体、交联剂或催化剂的微脉管系统置于凝胶材料内部。当损伤发生时,这些修复剂会释放到凝胶基质中,从而诱导原位聚合后修复水凝胶的损伤。但这种方法制备水凝胶难度大,并且只可进行一次修复剂的植入或者只能进行一次自修复,大大限制了材料的使用寿命,因而高效、可自发性修复的导电水凝胶材料成为研究热点。
实现思路