国产aaaa级全身裸体精油片_337p人体粉嫩久久久红粉影视_一区中文字幕在线观看_国产亚洲精品一区二区_欧美裸体男粗大1609_午夜亚洲激情电影av_黄色小说入口_日本精品久久久久中文字幕_少妇思春三a级_亚洲视频自拍偷拍

首頁 > 行業(yè)資訊 > 清華大學(xué)王朝教授AFM:水下穩(wěn)定的自修復(fù)柔性電致發(fā)光器件

清華大學(xué)王朝教授AFM:水下穩(wěn)定的自修復(fù)柔性電致發(fā)光器件

時(shí)間:2024-04-08 來源: 瀏覽:

清華大學(xué)王朝教授AFM:水下穩(wěn)定的自修復(fù)柔性電致發(fā)光器件

高分子科學(xué)前沿
高分子科學(xué)前沿

Polymer-science

「高分子科學(xué)前沿」關(guān)注高分子、材料、化學(xué)領(lǐng)域全球最新科研進(jìn)展!堅(jiān)持“有趣、有料、前沿”,入選“2018年度十大明星學(xué)術(shù)公眾號”。關(guān)注我,為高分子行業(yè)點(diǎn)贊助力!投稿、薦稿、合作請聯(lián)系郵箱:editor@polysci.cn

深海中的維多利亞管水母可以通過其器官中的綠色熒光蛋白(GFP)產(chǎn)生綠光。這些生物發(fā)光體具有高柔韌性、低能耗、低熱發(fā)射等優(yōu)點(diǎn)。與海洋生物類似,可在水環(huán)境中工作的柔性電致發(fā)光(EL)設(shè)備也非常需要用于水下通信和探測。在水下工作的柔性電致發(fā)光器件有兩個(gè)重要組成部分:1)柔性襯底和2)水穩(wěn)定發(fā)光層和電極。交流電致發(fā)光(ACEL)器件ACEL具有發(fā)射頻率可調(diào)、電荷積累少、電極與發(fā)射層電化學(xué)反應(yīng)低等特點(diǎn)。然而,由于大多數(shù)離子導(dǎo)體(如水凝膠)對水不穩(wěn)定,容易受到水的侵入。具有高介電常數(shù)(κ)、拉伸性和水穩(wěn)定性的介電聚合物是另一個(gè)必要的組成部分。傳統(tǒng)的聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有較低的介電常數(shù)因此需要依靠高工作電壓來實(shí)現(xiàn)足夠的發(fā)射亮度。雖然商用含氟聚合物具有較高的κ,但除非加入添加劑,否則它們是不可拉伸的。水敏感的添加劑會(huì)導(dǎo)致水的侵入,使介質(zhì)在水中不穩(wěn)定。因此,具有高介電常數(shù)和水穩(wěn)定電極的可拉伸和水穩(wěn)定介電材料非常適合在水環(huán)境中應(yīng)用ACEL。

近日, 清華大學(xué)化學(xué)系 王朝教授 課題組 報(bào)道了一種 具有高水穩(wěn)定性的透明可拉伸氟化介電材料 。將其與水穩(wěn)定離子導(dǎo)體相結(jié)合,成功地實(shí)現(xiàn)了ACEL器件的水下工作。介質(zhì)聚合物在水中浸泡數(shù)月后,其力學(xué)性能不會(huì)發(fā)生衰減。在水中儲(chǔ)存數(shù)月后,ACEL器件的亮度與原始狀態(tài)相當(dāng)。此外,它可以在經(jīng)歷穿刺或大損傷后自愈,而不會(huì)失去功能。這一工作以《A Stable, Self-Healable, and Stretchable Dielectric Polymer for Electroluminescent Device Working Underwater》發(fā)表在材料類頂級期刊 Advanced Functional Materials 上,共同第一作者為清華大學(xué)化學(xué)系博士研究生Yuncong Liu、Lin Sun。
圖1. 介電聚合物的設(shè)計(jì)與性質(zhì)
作者首先設(shè)計(jì)了新型介電聚合物。其中剛性的pTFEMA部分提供機(jī)械強(qiáng)度,柔軟的pHFBA部分增強(qiáng)韌性。PFPEMA的引入同時(shí)提高了介質(zhì)層的κ、疏水性和粘附性。材料的透光度介于98-100%之間,介電常數(shù)介于5.6-10.7。作者同時(shí)利用雙陽離子離子液體與氟橡膠混合獲得了離子導(dǎo)體。通過五層器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),作者將與高壓連接的電極與水環(huán)境分隔開,從而可以避免在水下工作時(shí)器件發(fā)生短路。
圖2. ACEL器件性能
與用PDMS做介電層的器件相比,在電場強(qiáng)度為1.5 V μm -1 的情況下,器件亮度可以達(dá)到18.22 cd m -2 。通過改變器件受到的電場和發(fā)光層厚度,器件最大的發(fā)光亮度可以達(dá)到1858.93 cd m -2 。
圖3. 自修復(fù)性能
由于材料中具有豐富的偶極-偶極作用,材料可以在發(fā)生損傷后可以在空氣中與溶液環(huán)境中進(jìn)行自修復(fù)。除了力學(xué)性能的恢復(fù)以外,器件的光學(xué)性能也可以恢復(fù)至初始狀態(tài)。器件在經(jīng)歷小損傷,例如劃痕,或者大損傷(切除再拼接)后,通過自我修復(fù)依然可以在水下正常工作。
圖4. 穩(wěn)定性測試
隨后,作者對材料和器件的水穩(wěn)定性進(jìn)行了測試。發(fā)現(xiàn)材料的力學(xué)性能在各種溶液環(huán)境中浸泡一月后仍能維持穩(wěn)定。器件經(jīng)過浸泡后,發(fā)光強(qiáng)度與初始強(qiáng)度相比沒有明顯衰減。通過與以水凝膠做電極的器件相比,該器件在經(jīng)過浸泡后,電極依然可以穩(wěn)定粘附在發(fā)光層表面,從而提高器件的水穩(wěn)定性。
圖6. 水下探測
最后,通過將該器件與光傳感器連接,作者獲得了可以在水下進(jìn)行探測的裝置。例如,將該裝置放置在機(jī)器人表面,在靠近障礙物時(shí),由于障礙物的反光,會(huì)使光傳感器的光強(qiáng)增加,從而提前預(yù)知危險(xiǎn),進(jìn)行轉(zhuǎn)向。這種新型穩(wěn)定的ACEL裝置在水下照明和探測方面具有巨大的應(yīng)用潛力。
原文鏈接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202402453
來源:高分子科學(xué)前沿
聲明:僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn),作者水平有限,如有不科學(xué)之處,請?jiān)谙路搅粞灾刚?/span>

下一條:返回列表
版權(quán):如無特殊注明,文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò),侵權(quán)請聯(lián)系cnmhg168#163.com刪除!文件均為網(wǎng)友上傳,僅供研究和學(xué)習(xí)使用,務(wù)必24小時(shí)內(nèi)刪除。
相關(guān)推薦