電介質彈性體(DE)作為一種電活性軟材料,已經實現了可拉伸電子產品、電子皮膚、人造肌肉、仿生軟機器人和非磁性電機。為了提高DE傳感器的靈敏度和降低DE致動器的驅動電壓,迫切需要高介電常數。然而,現有的顯著提高介電常數的努力通常是通過合成外部填料以犧牲DE的透明度為代價實現的,這限制了其在顯示器、觸摸屏、假眼等光電子領域的應用。
鑒于此,中山大學石磊、李斌和西安交通大學丁書江等人通過利用透明功能填料、離子液體微滴,并將折射率與聚二甲基硅氧烷(PDMS)彈性體基體精確匹配,可以同時獲得具有高透明度和高介電率的異質復合材料。
復合材料在可見光范圍內是透明的(透射率,80%-95%)。介電常數高達22,比彈性體基體的初始值高出7倍多。此外,離子液體填料的任意變形能力使復合材料具有更好的拉伸性(300%)和更低的彈性模量(0.5MPa,約為PDMS值的四分之一),這對軟電子是有益的。基于所制備的高性能復合材料,實現了高靈敏度、透明的軟傳感器和觸摸板,以及傳感信號的無線傳輸。
參考文獻:
W. Chen, Z. Qiao, C. Wang, B. Li, S. Ding, L. Shi, Ionic Liquid Enabled Transparent Heterogeneous Elastomers for Soft Electronics. Adv. Funct. Mater. 2024, 2405002.
https://doi.org/10.1002/adfm.202405002