可拉伸導體
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-30
可拉伸導體的視頻教程
![[abaqus]不可壓縮、不可拉伸屬性分享Nonstretchable、noncompressib](https://img.jishulink.com/cimage/202303/dda13e4c4e7441d3ab922f7c3e1079f6.png?image_process=resize,fw_640,fh_404,)
[abaqus]不可壓縮、不可拉伸屬性分享Nonstretchable、noncompressib
主要介紹abaqus中不可壓縮屬性以及不可拉伸屬性的應用。 工程應用： 桁架單元 + 不可壓縮屬性 = 繩索的力學性質
免費 3分鐘 73播放
查看
可拉伸導體的實例教程
此外，由于多重動態鍵的交換作用及其與填料的協同作用，該SEC可實現60℃下的快速修復。最后，該研究還在該基體上采用打印方法制備了一個簡單的邏輯電路，可在拉伸變形以及皮膚表面穿戴時正常工作，證明了其在可拉伸電路以及可穿戴設備方面的巨大應用潛力。
圖1（a）具有嵌入導電表面的自愈合可拉伸電路的制備流程圖；（b）PDMSOH1-DTB0.5/AgNWs電路放大圖；（c, d）PDMSOH1-DTB0.5/AgNWs導體的表面和截面SEM圖像；（e）將導電AgNWs部分嵌入彈性體表面，具有較高的魯棒性，可抵抗劃傷等嚴重損傷，并能自愈合；（f）PDMSOH1-DTBx聚合物網絡結構示意圖及反應物分子結構。
圖2 （a）DMA施加恒力時，PDMSOH1-DTBx的相對位移與溫度之間的關系圖；（b）制備的PDMSOH1-DTBx及其在切斷、自修復后的應力-應變曲線；（c）自修復機理示意圖。
展開 液態金屬憑借其高導電性，室溫下可任意形變及低模量的特點，在可拉伸及可穿戴電子材料領域具備很好的商業應用前景。然而，目前可拉伸的液態金屬導體材料面臨著兩個嚴峻的挑戰。首先，由于比表張力很大 （以鎵銦錫共熔液態金屬為例，室溫下的表面張力為718 mN m-1），液態金屬很難自動在可拉伸的高分子基底表面浸潤及鋪展，這給液態金屬導體的制備帶來困難。其次，由于大應變拉伸時導體材料的尺寸變化，導體的電阻不可避免地會有很大的增加 （幾十幾百倍）。此外，在可穿戴電子的是長期實際應用中，材料的透氣性對穿著舒適性也極為重要。基于以上，鄭子劍教授團隊通過對超浸潤液態金屬及拉伸導電性增加的聚合物分子框架的設計，在三維多孔的纖維網絡修飾可與液態金屬反應型浸潤的銀層，使得液態金屬的浸潤接觸角到0°左右。同時，纖維網絡的毛細力使得液態金屬可快速灌輸到超親的纖維網絡中。這一現象在拉伸過程中更加明顯，進而產生更多的導電回路來緩解電阻在大應變下的變化。
圖1. 超浸潤液態金屬及拉伸導電性增加的液態金屬導體材料的制備。
該團隊通過液態金屬與銀層的反應型浸潤，制備銦銀的金屬間化合物，使得液態金屬在靜電紡絲纖維網絡表面的接觸角從145°降低到0°左右。同時，由于靜電紡絲網絡的毛細力，液態金屬可進一步灌輸到其三維多孔的結構中，可得到高液態金屬載量 （64~210 mg cm-2）低電阻的可拉伸導體材料。在實際應用中，該導體材料還能在拉伸-松弛的過程中形成橫向網狀和垂直彎曲的褶皺結構，使得該導體具有透氣透水性。
展開 電子皮膚、軟體機器人和電磁屏蔽（EMI）材料等應用的快速發展，使得具有優異變形性和導電性的可拉伸導體需求日益迫切。對于實際的工程應用需求，可拉伸導體需要在復雜變形條件下具有穩定導電性和結構完整性。因此，探究一種快速、可控、精準的成形方法，以構建柔性、穩定的導電網絡對于可拉伸導體的發展至關重要。
近期，江南大學機械工程學院劉禹教授團隊通過一種簡便且精確控制的一步式雙材料3D打印技術，將液態金屬（LM）與彈性體網格結構有序組裝為規則的固液兩相復合材料，以構建高導電、可變形和穩定的導電網絡（如圖1）。所制備的LM/PDMS網格復合材料具有超過180%的優異拉伸性能，高達1.98×106 S m-1的導電率和72 dB的卓越電磁屏蔽性能(EMI SE)，并且在大拉伸應變下，也能保證穩定的導電性和良好的EMI SE。該LM/PDMS網格復合材料拓展了其在柔性顯示電路和柔性微波能量屏蔽層中的應用，為充分利用LM在其聚合物基復合材料中的多功能特性提供了一種可能的策略。該成果以“Rational Assembly of Liquid Metal/Elastomer Lattice Conductors for High-Performance and Strain-Invariant Stretchable Electronics”為題，發表在《Advanced Functional Materials》上（Adv. Funct. Mater. 2021, 2108336）。文章的第一作者是江南大學機械工程學院王震宇副教授，第二作者為研究生夏栩婷，通訊作者為劉禹教授。該研究得到國家自然科學基金委的支持。
圖1.
展開 其在100%拉伸應變下，電阻變化僅20%，在100%-800%應變下循環拉伸500圈，其不可逆電阻變化可以忽略。此外，由于動態可逆銀-硫鍵的巧妙設計，該彈性導體材料表現出快速而高效的愈合能力，在1分鐘時間內可實現自愈合，且愈合效率高達93%。更重要的是，修復后的材料仍然保持了優異的導電性能、機械性能和電機械穩定性。
圖1. 彈性導體材料的制備及其電機械性能。
圖2. 彈性導體的自修復性能。
這項研究為今后研制具有優越力學、電學性能的可修復抗拉伸導體材料設計和構筑提供了新思路，所制備的材料在柔性、可拉伸電子設備領域具有廣泛的應用前景。
該工作得到了國家自然科學基金面上和重點項目、國際合作重點項目、國家重點基礎研究發展計劃、新世紀優秀人才支持計劃、中央高校基本科研業務費專項資金、安徽省自然科學基金、合肥大科學中心卓越用戶基金等項目的資助。
論文鏈接：
http://www.nature.com/articles/s41467-018-05238-w
來源：合肥工業大學化學與化工學院
展開 可拉伸離子導體是模擬彈性生物組織離子傳輸的重要材料，由此發展形成的“可拉伸離電學”在仿生皮膚、人工肌肉、可拉伸儲能、軟機器人等領域取得了廣泛應用。然而，現有的可拉伸離子導體大都基于富含自由離子的柔性高分子網絡，拉伸時柔性高分子鏈沿拉伸取向導致離子電導率發生輕微提升（一般小于5倍）。這一固有而“溫吞”的機電耦合特性使得可拉伸離子導體既無法像逾滲電子導體一樣具備較高的電阻感知靈敏度，也無法在拉伸過程中維持高效離子電導以確保信號傳輸質量，難以匹配當前可拉伸電子器件的多樣化需求。
東華大學武培怡教授課題組前期圍繞可拉伸離子導體的分子設計開展了大量研究工作。例如，通過超分子組裝制備了能力學適應復雜曲面及其變形的礦物水凝膠和聚硫辛酸離子凝膠（Adv. Mater. 2017, 29, 1700321；Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2101494）；將兩性離子單體與丙烯酸或甲基丙烯酸無規共聚，開發了可感知多種外界刺激的可拉伸導電水凝膠（Nat. Commun. 2018, 9, 1134；ACS Nano 2018, 12, 12860）；在以上共聚體系中引入結構匹配的離子液體，通過導電通道和動態交聯網絡之間的協同效應實現了離子凝膠電導率大拉伸下穩定（Nat. Commun. 2019, 10, 3429）；從動態化學出發，基于兩性離子超分子競爭網絡設計出了集合皮膚應變硬化、自修復和感知三重功能的可拉伸離子導電彈性體（Nat. Commun. 2021, 12, 4082）；利用含氟聚離子液體與離子液體之間的離子-偶極和離子-離子相互作用，設計了一種可水下通信的光學偽裝離子凝膠（Adv.
展開 
可拉伸導體的相關專題、標簽、搜索
可拉伸導體的最新內容
CINNO Research產業資訊，三星顯示和LG顯示在21~23日于濟州國際會議中心舉行的第24屆國際信息顯示會議(IMID)上，展示了各自的新一代顯示產品。
三星顯示展示了采用Micro LED的可拉伸（Stretchable）顯示等產品。這是三星顯示首次公開可拉伸Micro LED產品。該產品將濟州島的地形和四季變化都通過可拉伸Micro LED技術生動呈現。
三星顯示表示
其中，可拉伸氣凝膠和泡沫尤其具有吸引力，因為它們在柔性應變/壓力傳感器、可拉伸導體、柔性電池、柔性超級電容器、可拉伸電磁干擾(EMI)屏蔽材料、可拉伸熱管理材料等方面具有潛在的應用前景。雖然可壓縮和可彎曲氣凝膠和泡沫已經被廣泛研究和報道，但關于可拉伸氣凝膠和泡沫的報道卻少得多。許多特殊設計的結構，如細胞和層狀結構，可以賦予多孔材料高壓縮性和彈性。
來源 | Advanced Functional Materials
01
背景介紹
隨著可變形、可穿戴電子設備的快速發展，由電磁波引起的電磁輻射和電磁干擾問題日益嚴重，對人類健康構成了嚴重威脅。傳統的電磁屏蔽材料在拉伸和彎曲變形下的機械穩定性較差，在大應變下電磁屏蔽性能急劇下降，因此有必要研制出具有可拉伸性的柔性可穿戴式電磁屏蔽材料。另一方面，可穿戴設備還應具有個人熱管理能力
來源 | Composites Science and Technology
01
背景介紹
從電子封裝中的導熱材料到智能控制設備中的傳感器，功能性聚合物復合材料有著廣泛的應用。優異的導熱性能通常需要較高的填充量(>50%)，這會使復合凝膠的拉伸性和順應性惡化。良好的柔韌性使復合凝膠能夠更好地貼合非均質組分的不規則表面，從而降低熱阻
最終結果如下圖所示：
方法：
1.點擊拉伸凸臺/基體，在前視基準面上繪制如下圖所示的草圖。
兩側對稱拉伸，拉伸深度為15mm。
2.點擊拉伸切除，在右視基準面上繪制如下圖所示的草圖。
拉伸方式設置為“完全貫穿-兩者”，如下圖所示。
3.再次點擊拉伸切除，在右視基準面上繪制如下圖所示的草圖。
CINNO Research產業資訊，可以減小或增加智能手機、平板電腦等機器尺寸的提升電子設備便利性和可能性的技術成功開發了出來。這項技術未來還可以應用于收集用戶健康信息的電子皮膚上，有望在“數字醫療”領域得到應用。
根據韓媒Hellodd報道，KAIST(韓國科學技術院)7月7日表示，新材料工程系教授Steve Park和金澤秀機械工程系教授研究團隊開發出了幾何設計(大摩天輪形狀)、
通過混合聚（甲基乙烯基醚-alt-馬來酸酐）（PMVEMA）、聚（乙烯醇）（PVA）和單寧酸（TA）水溶液，開發了一種基于非共價分子間相互作用的水凝膠網絡。凝聚和水凝膠形成過程是由 TA 的兒茶酚部分、PVA 的羥基和 PMVEMA 的羧酸基團之間的氫鍵相互作用驅動的。PMVEMA-PVA-TA (PPTA) 凝膠的形成在幾秒鐘內發生，并且可以在離子和非離子系統中輕松獲得和放大
電子皮膚、軟體機器人和電磁屏蔽（EMI）材料等應用的快速發展，使得具有優異變形性和導電性的可拉伸導體需求日益迫切。對于實際的工程應用需求，可拉伸導體需要在復雜變形條件下具有穩定導電性和結構完整性。
柔性光電器件(Flexible and optical electronics, FOEs)是一項多學科高度融合的技術，能夠突破傳統電子器件應用場景的限制，能夠在伸縮，扭轉、彎折等動態運動場景下展現出前所未有的功能特性和適應性，為仿生、柔性傳感、柔性儲能、柔性顯示等領域帶來了巨大的發展機遇，為新時代器件集成、技術革新提供創新引領
受到生物系統中準固態離子導體的成分和特性的啟發，科學家們提出開發人工水凝膠作為新型可拉伸導體，一個結合了離子導電水凝膠和介電彈性體的夾層裝置，對可見光幾乎透明，在高電壓下可以模仿肌肉組織實現大變形。此外，離子導電的水凝膠還可以模仿天然皮膚的感覺能力。當刺激施加在皮膚上時，真皮內的刺激受體會打開離子通道并改變離子濃度。產生的離子電流被記錄為反映外部刺激的電信號。
