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同济大学的年轻教师开发了一种超疏水和极为灵活的还原氧化石墨烯/聚硅氧烷复合气凝胶,并使用这种单一的聚硅氧烷气凝胶材料制备了一种高性能和多功能的柔性传感器阵列,用于高效的温度、应变和压力传感。


气凝胶材料的合成基于以下三个步骤:;

(1)使用胺丙基三乙氧基硅烷交联和还原氧化石墨烯,获得经胺化硅烷改性的还原氧化石墨烯气凝胶 ;

(2)乙烯基甲基二甲氧基硅烷通过自由基聚合得到聚乙烯甲基二甲氧基硅烷聚合物 ;通过将rgo气凝胶与乙烯基甲基二甲氧基硅烷和聚乙烯甲基二甲氧基硅烷聚合物进一步交联,获得

(3)石墨烯/聚有机硅氧烷复合气凝胶。


气凝胶材料具有珊瑚状三网络纳米结构,由交联还原氧化石墨烯纳米片、聚乙烯聚(甲基硅氧烷)和聚(乙烯基甲基硅氧烷)组成。由于其独特的三网络结构,气凝胶结合了超疏水性、高压缩性、高柔韧性、超弹性、优异的加工性能以及对温度、压力和应变的敏感性。这些优异的性能是传统材料所不具备的。此外,基于还原氧化石墨烯/聚硅氧烷气凝胶的柔性多功能传感器阵列可以检测20-100℃的温度、0.1-80%的宽范围应变和10Pa-110kPa的宽范围压力,并且对压缩、弯曲和防潮具有高灵敏度和良好的耐久性。这项工作将为柔性多功能多孔材料的合成和多功能柔性电子皮肤的设计提供新的思路。


结论:这种多功能柔性石墨烯/聚硅氧烷气凝胶的合成将为更有效的温度、应变和压力传感提供更多思路,从而提高材料的利用效率。