本报讯 蜘蛛丝具有多层次的有序结构,从而表现出优异的力学性能。近日,受蜘蛛丝的有序结构和纺丝方法的启发,中国科大马明明课题组通过凝胶纺丝的方法,实现了调控导电水凝胶中高分子链的排列和取向、制备出高性能导电水凝胶纤维的目标:在室温下由聚丙烯酸钠溶液直接纺丝得到水凝胶纤维,通过涂覆聚丙烯酸甲酯防水层,形成具有核-壳结构的PMA-PAAS水凝胶纤维。在MAPAH纤维中,PAAS结晶区和非晶区共存并且可以快速可逆互变,使MAPAH纤维表现出优异的机械性能、导电性能以及抗冻性能。MAPAH纤维具有高拉伸强度(5.6 MPa)和大断裂伸长率(1200%),并且可以在大幅度拉伸后快速回复。PAAS水凝胶作为导电芯(电导率为2 S m-1),PMA层作为防水和绝缘涂层,使MAPAH纤维可以作为具有高可拉伸性的弹性导线。MAPAH纤维在-350C也能保持其可拉伸性和导电性,表现出优异的抗冻性能。作为一种高性能和低成本的弹性可拉伸导电水凝胶纤维,MAPAH纤维将可用于开发基于纺织材料的可拉伸电子器件。
该成果发表在《自然·通讯》上,硕士毕业生赵雪和二年级博士生陈芳是文章的共同第一作者。
(化学与材料科学学院 科研部)