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8 giugno 2023

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di Zhao Weiwei; Li Xiaofei, Accademia Cinese delle Scienze

Recentemente, i ricercatori dell'Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) dell'Accademia cinese delle scienze, guidati dal Prof. Tian Xingyou e dal Prof. Zhang Xian, insieme al Prof. associato Yang Yanyu del College of Materials Science and Engineering dell'Università di Zhengzhou , hanno utilizzato la lega di gallio indio (EGaIn) per avviare la polimerizzazione e servire come riempitivi flessibili per costruire un idrogel a doppia rete di metallo liquido/alcol polivinilico (PVA)/P(AAm-co-SMA).

"Il materiale risultante è super-estensibile e autoriparante", ha affermato Li Xiaofei, primo autore dell'articolo, "promuoverà la ricerca e l'applicazione pratica di idrogel e metallo liquido in dispositivi intelligenti e campi militari".

Lo studio è stato pubblicato su Materials Horizons.

La maggior parte degli idrogel conduttivi soffrono di qualità meccaniche scadenti e mancano delle desiderabili capacità di autoriparazione e autoriparazione, limitando gravemente i potenziali usi degli idrogel. I metalli liquidi come la lega di gallio-indio (EGaIn) possono rinforzare i polimeri adattandosi alle loro forme mutevoli. Inoltre, il gallio (Ga) nell'EGaIn può avviare la polimerizzazione dei radicali liberi del monomero vinilico.

In questa ricerca, il team ha costruito un idrogel a doppia rete di metallo liquido/PVA/P(AAm-co-SMA) (idrogel LM) con EGaIn che funge sia da iniziatore della polimerizzazione che da riempitivo flessibile.

La rete PVA utilizzava microcristalli di PVA e l'interazione di coordinazione di Ga3+ e PVA come legami incrociati, mentre la rete P(AAm-co-SMA) utilizzava l'associazione idrofobica e le microsfere EGaIn. L'idrogel LM era dotato di eccellente super-elasticità (2000%), tenacità (3,00 MJ/m3), resistenza all'intaglio e proprietà di autoriparazione (> 99% a 25 °C dopo 24 ore) a causa dei molteplici fenomeni fisici incrociati collegamenti e l'effetto sinergico della rete microcristallina rigida di PVA e della rete idrofobica duttile P (AAm-co-SMA).

"I sensori sviluppati per questo possono essere utilizzati nel monitoraggio della salute e nell'identificazione del movimento attraverso l'interazione uomo-computer", ha affermato Li Xiaofei, "grazie alla capacità di rilevamento della deformazione sensibile dell'idrogel LM."

Come risultato della bassa emissività nell'infrarosso e dell'eccezionale effetto fototermico di EGaIn, l'idrogel LM mostra una notevole promessa nel camuffamento degli infrarossi.

Maggiori informazioni: Xiaofei Li et al, Idrogel di metallo liquido autorigenerante per l'interazione uomo-computer e il camuffamento a infrarossi, Materials Horizons (2023). DOI: 10.1039/D3MH00341H

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