合肥工業大學科研團隊近日成功研制出兼具自修復性、高導電性以及優異抗拉伸性和電機械穩定性的彈性導體材料。
可拉伸電子器件在可穿戴電子器件、柔性能源和仿生器件等新興領域具有重要應用，目前，如何使拉伸導體在大拉伸形變條件下保持優異的電機械穩定性是該領域面臨的重大挑戰。
針對這一難題，該校化學與化工學院從懷萍教授研究組和中國科學技術大學俞書宏教授研究團隊合作，首次提出將金屬納米結構三維組裝導電骨架與金屬——硫配位鍵引入到彈性聚合物凝膠網絡結構中的設計理念，成功研制出兼具自修復性、高導電性和電機械穩定性以及優異抗拉伸性能的新型彈性導體材料。
這種基于納米、微米、宏觀尺度的多級次等級有序結構，以及網絡結構中聚合物鏈和銀納米線之間強相互作用，所構筑的彈性復合材料，能夠通過自身蜂窩結構形變和應力在整個網絡中均勻分散，從而避免單一結構受力，形成了可有效地弛豫外力和耗散斷裂能的協同機制。
實驗結果表明，該彈性導體表現出媲美銀納米線氣凝膠的高導電性(93s/cm)、超高的拉伸形變能力(800%)以及優異的電機械穩定性和抗疲勞能力。其在100%拉伸應變下，電阻變化僅為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，該材料表現出快速而高效的愈合能力。在近紅外光誘導下，該材料在室溫條件下1分鐘內即可實現自愈合。
據介紹，這一成果為研制具有優越力學、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。
