电介质弹性体(DE)作为一种电活性软材料,已经实现了可拉伸电子产品、电子皮肤、人造肌肉、仿生软机器人和非磁性电机。为了提高DE传感器的灵敏度和降低DE致动器的驱动电压,迫切需要高介电常数。然而,现有的显著提高介电常数的努力通常是通过合成外部填料以牺牲DE的透明度为代价实现的,这限制了其在显示器、触摸屏、假眼等光电子领域的应用。
鉴于此,中山大学石磊、李斌和西安交通大学丁书江等人通过利用透明功能填料、离子液体微滴,并将折射率与聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体基体精确匹配,可以同时获得具有高透明度和高介电率的异质复合材料。
复合材料在可见光范围内是透明的(透射率,80%-95%)。介电常数高达22,比弹性体基体的初始值高出7倍多。此外,离子液体填料的任意变形能力使复合材料具有更好的拉伸性(300%)和更低的弹性模量(0.5MPa,约为PDMS值的四分之一),这对软电子是有益的。基于所制备的高性能复合材料,实现了高灵敏度、透明的软传感器和触摸板,以及传感信号的无线传输。
参考文献:
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