近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所激光技術(shù)中心研究員方曉東課題組和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院馬明明課題組合作，研發(fā)出具有高的強(qiáng)度、韌性和導(dǎo)電性的仿生多元醇-聚吡咯復(fù)合材料。
相關(guān)研究工作以Bioinspired Design of Strong, Tough, and Highly Conductive Polyol-Polypyrrole Composites for Flexible Electronics為題發(fā)表在美國化學(xué)會(huì)《應(yīng)用材料與界面》（ACS Applied Materials & Interfaces 2017, 9, 5692 -5698）上。該論文第一作者為安徽光機(jī)所2014級博士生高鳳仙。
課題組采用仿生的設(shè)計(jì)理念，通過模擬動(dòng)物皮膚，合成了一系列多元醇摻雜的聚吡咯復(fù)合材料。通過非共價(jià)鍵的交聯(lián)作用，聚吡咯鏈和多元醇之間會(huì)形成動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)能夠有效地耗散來自外界的破壞性能量，大大提高材料的強(qiáng)度和韌性，使其優(yōu)于傳統(tǒng)的聚吡咯。同時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)，用四分支結(jié)構(gòu)的季戊四醇乙氧基化物摻雜的聚吡咯（PEE-PPy）具有最優(yōu)異的機(jī)械能：斷裂伸長率為75%，具有很好的柔性，拉伸強(qiáng)度高達(dá)125MPa，彈性韌性為73MJ/m3，比自然界中的繭絲(70MJ/m3)還要高。另外，PEE-PPy的導(dǎo)電性好，電導(dǎo)率高達(dá)115 S/cm。優(yōu)異的機(jī)械性能和導(dǎo)電性使得這種柔性高分子復(fù)合材料在柔性電子器件領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金和中組部青年千人計(jì)劃的資助。
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