CEJ多交联网络水凝胶自修复应变响应电致变色显示器

　　具有自我修复功能、可提高耐用性的可伸缩电子设备被强烈推荐作为经济和可持续社会的下一代个人工具。最近，高丽大学科研 团队报告了一种基于由亲水和疏水域组成的多交联网络水凝胶 (MCNH) 的自修复应变响应电致变色显示器的制造。在通过改变化学交联剂 N,N＂-亚甲基双丙烯酰胺和离子交联剂 CaCl2 优化水凝胶的机械和自修复性能后，具有高达 2000% 应变和形状恢复的极端机械拉伸性，以及自室温下 8 小时后愈合效率为 83.5%。
　　基于 MCNH 的应变传感器表现出快速和线性的电阻响应，在 100% 的宽应变范围内的确定系数为 0.997。即使在单个位置重复 10 次自愈循环后，水凝胶的应变敏感性仍保持稳定。作为显示应用，使用水凝胶制造了一种新型二维电致变色器件，而无需在电极上沉积电致变色材料 (ECM)。含有 ECM 的凝胶电解质通过离子迁移到电极表现出电致变色特性。通过水凝胶基质中乙基紫精离子的化学氧化/还原，在 1.7 V 的电位偏压下发生着色/变色，在 547 nm 处的透射率变化为 76.1%。一个包含自愈应变传感器和附着在皮肤上的 ECD 的集成系统被证明可以在外部电路的帮助下直观地表达由于手指弯曲而施加的应变。这种应变响应 ECD 系统在完全二分后通过自愈传感器保持稳定的性能。这些结果表明，新合成的水凝胶可以应用于各种具有高耐久性的皮肤附着自愈和可拉伸设备。
　　图1 . (a) 具有胶束结构的MCNH在变形和释放状态下的化学结构示意图，以及MCNH的自修复过程。(b) 应变传感器和 (c) 用于基于 MCNH 的显示系统的 2D ECD。(d) 显示人类手指弯曲状态的集成系统示意图。
　　图 4. MCNH 的机械和自愈特性。
　　聚焦
　　•团队报告了基于MCNH 的自修复应变响应显示系统。
　　•优化的弹性MCNH显示出高机械和自愈性能。
　　•应变传感器显示出高达 100% 应变的高感测范围和高线性度。
　　•2D-ECD 显示具有高色彩对比度的多个电极的同时显示。
　　•应变传感器和ECD都可以在完全二分后自愈并运行。
　　相关论文以题为  Self-healing strain-responsive electrochromic display based on a multiple crosslinked network hydrogel  发表在 《Chemical Engineering Journal》 上。 通讯作者是高丽大学 JeongSook Ha教授 。
　　参考文献 ：
　　doi.org/10.1016/j.cej.2021.132685