MIT研发出一款可打印的无金属柔性电极
The Epoch Times
他们分别将BC-CPH材料存放到磷酸盐缓冲生理盐水(PBS)、温度37°C含酶的PBS环境中180天和28天,材料依然保持良好的电气和机械性能。放置温度37°C含酶的PBS环境,主要是模仿生物的身体内环境。
绝大多数聚合物在本质上属于绝缘体,这意味着电流不容易通过,但有少数特殊的聚合物可以让电流通过,因此,越来越多的实验室尝试使用导电聚合物来制造无金属电极,同时希望它是具有柔性、生物相容性和导电性的凝胶。
这次,MIT研究团队克服了过往导电性的凝胶成品太脆弱等问题,开发出高导电聚合物水凝胶(BC-CPH)。该凝胶不含金属呈果冻状,可以像生物组织一样具有高拉伸性、强坚韧性且可以像传统金属一样拥有高导电率。他们将该成果写成论文,在6月发表至《自然》杂志。
这种具有导电特性的聚合物水凝胶(BC-CPH),可以透过3D打印出来,墨水主要由亲水性的聚氨酯(PU)和导电性的聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)共同组成。
为了试验BC-CPH在强力拉伸后的形变状况。他们将BC-CPH拉伸超过原本大小的200%后,物体能够完全恢复至原本的弹性和形状。
论文解释说,这是PEDOT:PSS让BC-CPH内部保持平衡,使其拥有超过3,300 J/m2的断裂韧性,而BC-CPH的高拉伸性主要是亲水性聚氨酯起到作用。
实验团队测试BC-CPH的电气和电化学性能,发现其拥有超过11S/cm1的超高导电率,即使将BC-CPH拉长100%,并重复超过5,000次拉伸动作,它的性质依然没有什么改变。
另外,他们将BC-CPH进行超过10,000次的高电流充放电循环。其电荷存储容量(CSC)比白金(Pt)电极高出20倍以上、电流注入能力比Pt电极高3倍以上。
另外,他们分别将BC-CPH材料存放到磷酸盐缓冲生理盐水(PBS)、温度37°C含酶的PBS环境中180天和28天,材料依然保持良好的电气和机械性能。放置温度37°C含酶的PBS环境,主要是模仿生物的身体内环境。