上海科技大学AM：一种很新的纤维！离子导体纤维

第一作者：Xinyi Cao

通讯作者：凌盛杰

通讯单位：上海科技大学

背景介绍

电离电子学的出现加速了人造皮肤、柔性机器人和超柔性显示器的发展，因为电离电子材料具有与生物组织相匹配的固有生物相容性、透明度和机械性能，并且还表现出良好的导电性。其中，电离电子纤维因其独特的一维结构，可按需构建多种多样的器件与设备，尤其是在生物医学应用领域。

然而，离子导体纤维的制备成为了阻碍其进一步应用的主要难题。传统的熔融纺丝工艺或湿法纺丝工艺在纺丝时，如要保证纤维的连续性和机械性能，势必要降低前驱体中的离子浓度，导致成型后的纤维导电性较差，无法进一步应用。而干法纺丝工艺对纺丝涂料有严格的要求。首先，溶剂必须具有挥发性，以确保纺丝涂料在纺丝后在空气中凝固。更重要的是，纺丝涂料必须含有高浓度的聚合物，但仍应具有低粘度。需要高聚合物浓度，使得纤维在纺纱后能够自支撑，而低粘度确保涂料可以连续挤出或拉出。然而，对于聚合物溶液，高浓度和低粘度的要求相互冲突。

本文要点

该工作受自然界中基于液晶的干法纺丝工艺的启发，开发了一种新的、简单的仿生纺丝策略。该方法使用蚕丝和氯化锂作为原料，制备出的纤维中含有丝微纤和锂离子，最终在拉伸性、韧性和杨氏模量之间获得了较好的平衡，并同时显示出良好的导电性和低滞后性。

图文解析

要点：

1．图1展示了仿生纺丝策略及所制备出的弹性离子导体纤维的结构与形貌。

要点：

1.      图2测试了该纤维的机械性能并进行了比较。

要点：

1.      图3展示了其在运动传感方面的应用。

要点：

1.      图4测试了基于该纤维构建的TENG的电输出性能。

要点：

1.      最后，该工作展示了纤维TENG在触觉感知中的应用。

每日一句

Innovation in the ionotronics field has significantly accelerated the development of ultraflexible devices and machines. However, it is still challenging to develop efficient ionotronic-based fibers with necessary stretchability, resilience, and conductivity due to inherent conflict in producing spinning dopes with both high polymer and ion concentrations and low viscosities. Inspired by the liquid crystalline spinning of animal silk, this study circumvents the inherent tradeoff in other spinning methods by dry spinning a nematic silk microfibril dope solution.

原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202300447