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2023년 6월 8일

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자오웨이웨이(Zhao Weiwei), 중국과학원 리샤오페이(Li Xiaofei)

최근 중국과학원 허페이물리과학연구소(HFIPS)의 Tian Xingyou 교수와 Zhang Xian 교수, 정저우대학교 재료공학과 부교수 Yang Yanyu가 이끄는 연구진이 , 갈륨 인듐 합금(EGaIn)을 사용하여 중합을 시작하고 액체 금속/폴리비닐 알코올(PVA)/P(AAm-co-SMA) 이중 네트워크 하이드로겔을 구성하기 위한 유연한 필러 역할을 합니다.

논문 제1저자인 Li Xiaofei는 "그 결과 생성된 물질은 신축성이 뛰어나고 자가 치유가 가능했습니다"라고 말했습니다. "이는 지능형 장치와 군사 분야에서 하이드로겔과 액체 금속의 연구와 실제 적용을 촉진할 것입니다."

이 연구는 Materials Horizons에 게재되었습니다.

대부분의 전도성 하이드로겔은 기계적 품질이 낮고 바람직한 자가 회복 및 자가 치유 능력이 부족하여 하이드로겔의 잠재적인 용도가 심각하게 제한됩니다. 갈륨 인듐 합금(EGaIn)과 같은 액체 금속은 변화하는 모양에 맞춰 폴리머를 강화할 수 있습니다. 또한 EGaIn의 갈륨(Ga)은 비닐 단량체의 자유 라디칼 중합을 개시할 수 있습니다.

이번 연구에서 연구팀은 EGaIn이 중합 개시제이자 유연한 충전재 역할을 하는 액체 금속/PVA/P(AAm-co-SMA) 이중 네트워크 하이드로겔(LM 하이드로겔)을 구축했습니다.

PVA 네트워크는 PVA 미세결정과 Ga3+와 PVA의 배위 상호작용을 가교로 사용하는 반면, P(AAm-co-SMA) 네트워크는 소수성 결합과 EGaIn 미세구를 사용했습니다. LM 하이드로겔은 다중 물리적 교차로 인해 우수한 초신축성(2000%), 인성(3.00 MJ/m3), 노치 저항성 및 자가 치유 특성(25°C에서 24시간 후 > 99%)을 부여받았습니다. 견고한 PVA 미세결정 네트워크와 연성 P(AAm-co-SMA) 소수성 네트워크의 링크 및 시너지 효과.

Li Xiaofei는 "LM 하이드로겔의 민감한 변형 감지 기능 덕분에 이를 위해 개발된 센서는 인간과 컴퓨터의 상호 작용을 통해 건강 모니터링 및 동작 식별에 사용될 수 있습니다"라고 말했습니다.

EGaIn의 낮은 적외선 방사율과 뛰어난 광열 덕분에 LM 하이드로겔은 적외선 위장에 상당한 가능성을 보여줍니다.

추가 정보: Xiaofei Li 외, 인간-컴퓨터 상호 작용 및 적외선 위장을 위한 자가 치유 액체 금속 하이드로겔, Materials Horizons(2023). DOI: 10.1039/D3MH00341H

저널 정보:재료의 지평

중국과학원 제공