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  可拉伸的柔性導(dǎo)電材料極大的促進了柔性電子器件和相關(guān)產(chǎn)品的發(fā)展，如柔性傳感器、人造皮膚、電容器和可穿戴設(shè)備等。導(dǎo)電凝膠的發(fā)展為可拉伸導(dǎo)體帶來了新的機遇。但是，為了賦予凝膠一定的導(dǎo)電性，往往會向體系中引入填料，如石墨烯、碳納米管等，這會造成凝膠拉伸性能的降低同時也會引發(fā)相容性等問題。另外，在凝膠制備過程中，通常需要引入化學(xué)交聯(lián)作為支撐框架，這使得凝膠材料的回收利用成為了很大的問題。除此之外，凝膠的抗撕裂性能一般較差（即斷裂能較低），一旦出現(xiàn)缺口，裂紋就會迅速擴展�；谏鲜鰡栴}，香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院朱世平和朱賀團隊通過簡易的聚丙烯腈肟化反應(yīng)制備了具有高拉伸、抗撕裂和可回收性質(zhì)的導(dǎo)電有機凝膠（圖1）。

圖1. 聚丙烯腈偕胺肟化反應(yīng)和有機凝膠制備過程。

  首先，作者對凝膠相關(guān)的力學(xué)性能和回收性能進行了表征（圖2），發(fā)現(xiàn)相對于原始脆性的聚丙烯腈材料，該凝膠在有機溶劑分子的潤滑下展現(xiàn)了較好的拉伸性能（拉伸形變~800%）。同時，由于凝膠的成型僅依賴于大分子鏈的物理纏結(jié)，這使得凝膠在溶劑化作用下可重復(fù)加工利用。此外，由于大量氫鍵的存在，該有機凝膠展現(xiàn)了優(yōu)異的抗撕裂強度（斷裂能~12.92 kJ m^-2）。

圖2. 凝膠相關(guān)的力學(xué)性能和回收制備過程。

  之后，通過電化學(xué)阻抗譜和元素分析等表征，發(fā)現(xiàn)了偕胺肟基鹽酸鹽的生成，這使得凝膠具有良好的導(dǎo)電性。接著，作者對有機凝膠在傳感方面的應(yīng)用進行了測試，發(fā)現(xiàn)該材料在不同形變的刺激下均展現(xiàn)了良好的電學(xué)響應(yīng)性能，并且在循環(huán)拉伸過程中，能維持穩(wěn)定。最后，作者將凝膠應(yīng)用在計步器方面，展現(xiàn)了該材料實際應(yīng)用的可能性（圖3）。

圖3. 凝膠的導(dǎo)電性能和相關(guān)的傳感性能。

  該研究成果“Highly Stretchable, Recyclable, Notch-insensitive, and Conductive Polyacrylonitrile-Derived Organogel” 近期發(fā)表在 Journal of Materials Chemistry A上，香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院博士生郭西偉為論文第一作者，通訊作者為香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院研究助理教授朱賀博士。該工作得到了香港中文大學(xué)（深圳）朱世平教授的指導(dǎo)與大力支持。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D0TA08168J