苏州纳米所在离子感应致动智能材料研究方面取得进展

2014-3-28 13:44 来源: 中国化工信息网
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  离子聚合物-金属复合材料(Ionic polymer-metal composites, IPMC)是一种由金属电极和离子聚合物构成三明治结构的离子感应电致动智能材料,因致动电压低、变形大、柔性、可控性好等特点,使其成为轻质仿生系统首选,具有重要科学研究意义和应用价值。由于其致动机制主要源自于内部离子在电场下的迁移溶胀,目前仍存在着来自电极材料以及水合化离子等带来的变形松弛、应变阻力和应变速率低等关键问题。

  为提高离子感应致动能力和工作稳定性,苏州纳米所陈韦研究员课题组近年来致力于多尺度复合功能智能材料研究,主要发展了基于碳管和石墨烯三维多孔柔性电极与离子液体电解质层互嵌结构的新型电化学致动器;提出并揭示非水、非金属电化学驱动体系中电极界面强化储能及电机械耦合转换机制,实现低压下离子的快速输运和高效电致伸缩,获得空气中兼具有高频电响应和稳定大变形能力的先进复合材料,并取得了系列特色研究成果。2010-2013年间,该方向研究成果先后在国际材料类学术刊物上发表(Adv. Mater., 2010, 22, 3745;Adv. Mater., 2012, 24, 4317;Adv. Mater.,2013, 25, 1270;ACS NANO, 2010,4,1042;ACS NANO, 2010, 4, 3498;Chem. Comm., 2012, 48, 3978),并得到国内外同行的广泛关注。

  最近,该课题组结合离子感应柔性电致动国内外发展现状,对碳基尤其是石墨烯和碳纳米管致动电极新材料、结构性能关键因素、以及对未来基础应用发展做了全面的理论实验分析和展望,并于近期在《先进材料》上发表该综述文章(Adv. Mater.,2014,26,1025)。

  上述工作得到了国家自然科学基金面上项目、科技部重大科学研究计划以及江苏省自然科学杰出青年基金的大力支持。