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电脉冲作用下,智能材料的体积实现大幅度动态变化

电脉冲作用下,智能材料的体积实现大幅度动态变化

研究人员Johannes Gladisch正在进行实验操作。

能根据温度或者pH值变化而改变体积的响应材料早已不是新鲜事物。它们在各种控制单元中有非常广泛的应用。例如,温室的窗户可以根据温度变化自动开闭。此外,响应材料在机器人、机电系统和生物医学等领域也有诸多应用。长期以来,研究人员一直希望使响应材料具备电信号响应的特性:固态材料能在电信号作用下变成凝胶态,并且相变过程是可逆的。虽然已经有一些材料能够达到这种要求,但它们最多只能实现两倍体积的变化。

近日,《先进科学》杂志发文称,瑞典林雪平大学有机电子实验室(LOE)与英国帝国理工学院的研究人员开发了一种新型响应材料——导电聚合物。当把这种材料置于电解液中,并加以+0.8V的微弱电压作用时,它的体积可以增加超过百倍。而如果施加的电压为-0.8V,材料又能大致恢复原来的体积。研究人员还在论文中介绍了一种由电子方式控制膨胀性的智能海绵,其孔径变化率可达85%。有机电子学教授、LOE负责人Magnus Berggren说:“我们能通过电子方式控制智能海绵的孔径,进而主动控制通过海绵材料的颗粒尺寸。也就是说,智能海绵的属性能够动态改变,以适应不同类型、不同尺寸的微粒。这种功能对于筛分、过滤和纯化等工艺非常有价值。”

科界原创

编译:雷鑫宇

责编:张梦

期刊来源:《先进科学》

期刊编号:2198-3844

原文链接:

https://liu.se/en/news-item/en-elektrisk-puls-okar-materialets-volym-100-ganger

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