Negli ultimi anni, i sensori flessibili sono diventati popolari in molti campi come dispositivi indossabili, dispositivi di visualizzazione interattivi, dispositivi estensibili per la raccolta di energia, skin elettroniche/ioniche e robot morbidi. I conduttori estensibili fungono da componenti principali dei sensori flessibili e gli studi sullo sviluppo dei materiali e sulle prestazioni hanno attirato l'attenzione dei ricercatori. In generale, per migliorare le proprietà di base dei conduttori estensibili, gli sforzi vengono spesso compiuti su due aspetti: selezione dei materiali e progettazione ingegneristica della microstruttura del conduttore.
Tra le varie tecnologie di stampa 3D, l’elaborazione digitale della luce (DLP) ha un valore applicativo pratico grazie ai suoi vantaggi come l’elevata velocità di elaborazione e la capacità di preparare prodotti con strutture complesse con elevata precisione. Sebbene siano stati compiuti alcuni progressi nell’uso della DLP per le CIE stampate in 3D, questi sono spesso limitati dalla scelta di precursori fotosensibili, rendendo difficile per le CIE stampate ottenere prestazioni complessive eccellenti. Costruendo una rete dinamica, i CIE fotopolimerizzabili possono essere dotati di proprietà più complete, come proprietà di autoriparazione, capacità di degradazione e riciclaggio e prestazioni di lavoro a temperature estreme, che possono soddisfare meglio le esigenze di stabilità dei segnali di rilevamento in sistemi complessi. ambientali e le esigenze di produzione verde. A tal fine, è imperativo sviluppare CIE che possano essere stampate in DLP in 3D e abbiano prestazioni complessive eccellenti.
Recentemente, il team del professor Long Yu dell’Università del Guangxi ha sviluppato CIE con elevata efficienza di autoriparazione, resistenza alla temperatura, degradabilità e capacità 3D. I CIE sintetizzati mediante polimerizzazione UV mostrano una buona conduttività ionica (0.23 S m-1) e le ricche interazioni di legami idrogeno nella rete elastomerica consentono ai CIE di avere un'eccellente elasticità (565%). Eccellente efficienza di autoriparazione (99% a temperatura ambiente), degradabilità e capacità di mantenere la conduttività e l'autoriparazione in un ampio intervallo di temperature (da -23 a 55 gradi). Successivamente, il team ha utilizzato una nuova tecnologia di micro-stereolitografia a proiezione superficiale (Mofang Precision nanoArch® S140, precisione: 10 μm) per stampare CIE che simulano la microstruttura tra l'epidermide e il derma della pelle umana e ha stampato i campioni stampati assemblati in un altamente pelle ionica sensibile per monitorare piccole deformazioni in tempo reale. Queste caratteristiche indicano che le buone prestazioni globali e i metodi di produzione fattibili fanno sì che i CIE sviluppati abbiano ampie prospettive nel campo dell’elettronica flessibile.
Conclusion: The research team developed CIEs that are DLP 3D printable and have excellent overall properties. They exhibit inherent ionic conductivity, high transparency, and excellent mechanical properties. Due to the dynamic hydrogen bonds in the elastomer network, the ionic elastomer can achieve efficient autonomous healing (room temperature healing efficiency >99%) e ha una buona resistenza alle temperature e agli agenti atmosferici. Inoltre, l'elastomero ha anche la capacità di degradarsi in acqua a temperatura ambiente, consentendo una post-elaborazione ecologica. Utilizzando la tecnologia di stampa 3D per preparare elastomeri ionici con microstruttura, questi vengono assemblati in una pelle ionica per ottenere il monitoraggio in tempo reale di piccole pressioni. L’utilizzo della tecnologia di stampa 3D per costruire elastomeri degradabili autoriparanti fornisce nuove informazioni sullo sviluppo di sensori con proprietà complete.
Link originale: https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149330