有弹性的离子聚合物为ion-based技术铺平道路

美国研究人员已经开发出柔软和可伸缩装置,操作使用ionotronic技术不需要液体电解质。工作提升的前景ionotronic设备被用于软机器人、人机接口、可穿戴传感器和能量收获。

在ionotronic技术中,离子的电荷载体而不是电子。使用软ion-conducting水凝胶和聚合物等材料提供固有的柔性电路的前景,因为大多数生物信号也使用离子,它可能是一个途径创造人类和机器之间的接口。以前的研究为ionotronic设备与盐水水凝胶使用解决方案进行指控。但液体电解质容易泄漏或蒸发设备被拉伸或变形。

现在,瑞安海沃德马萨诸塞大学和他的团队开发了使用弹性ionelastomers ionotronic设备,不需要液体电解质。我们的材料依靠软网络抗衡离子的带电聚合物是唯一移动的物种。此外,我们的设备操作不需要任何电化学反应,可以缓解长期设备不稳定的问题,海沃德解释说。

团队由两个橡胶band-like ionoelastomers:聚阴离子和聚阳离子。聚阴离子的负电荷硫酸组固定在弹性体链而积极的咪唑抗衡离子可以自由移动。相反的适用于聚阳离子-负离子是固定的,但积极的离子可以移动。

这意味着每个材料只进行积极的还是消极的,类似于p和n型半导体分别空穴和电子传输。材料,因此可以结合创建离子类似物的半导体电子元件。例如,结层之间的相反极性的行为像一个二极管,允许电流在一个方向通过而不是其他。

该团队还创建了一个晶体管通过夹层聚阳离子层两个聚阴离子层之间。第三个装置能够收获时产生的机械能拉伸和压缩它。

,这代表了一个重要的下一步iontronics”说丹尼尔傅强恩明尼苏达大学的半导体设备,进行跟踪调查。的离子电导率结合弹性属性在一个材料是这项工作的创造性方面开辟了新的可能性,例如在软机器人或人机接口。

海沃德认为,离子物种的范围可以作为电荷载体提供了进一步的发明范围。添加其他功能,影响光学特性、表面能、甚至生物活性…将允许电子切换材料的性质,”他解释说。