清華大學(xué)研發(fā)出高強高拉伸水凝膠材料

清華大學(xué)1月19日對外發(fā)布消息，該校化工系謝續(xù)明課題組在超強、高拉伸水凝膠材料研究上獲重要進展，最近和香港城市大學(xué)合作使用該凝膠作為固態(tài)電解質(zhì)制備了可自修復(fù)、高拉伸的柔性超級電容器。

高分子水凝膠材料在醫(yī)療衛(wèi)生、生物醫(yī)用、藥物緩釋、柔性傳感等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。但通常化學(xué)合成的水凝膠由于網(wǎng)絡(luò)的不均一性，其力學(xué)性能和尤其強度一般很弱，制約了其實際應(yīng)用。謝續(xù)明課題組經(jīng)過多年的思考和實踐，提出了一種借助納米材料制備高強水凝膠的新方法：以納米刷作為凝膠因子，一步法簡潔地構(gòu)筑了具有多層級交聯(lián)點的單網(wǎng)絡(luò)納米復(fù)合物理水凝膠。由于在拉伸作用下凝膠中不同層級交聯(lián)鍵可以通過逐次破壞耗散能量，之后可逆物理鍵的再結(jié)合會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)均化，使其拉伸強度為通常化學(xué)交聯(lián)水凝膠的數(shù)十至百倍，拉伸高達40倍，且切斷后可以在自然狀態(tài)下接觸修復(fù)。

新制備的柔性超級電容器可以拉伸6倍，卸載后完全回復(fù)；且切斷后重新對接可以完全自修復(fù)，性能得以完整保持。該柔性器件作為電子可穿戴物、電子皮膚等具有重要潛在應(yīng)用。