用于可穿戴身体运动传感的离子导电光子晶体弹性体

《Advanced Functional Materials》：Ion-Conducting Photonic Crystal Elastomers for Wearable Body Motion Sensing

离子导电光子晶体弹性体（ic-PCEs）通过 scalable 的肿胀-收缩法制备，实现高离子电导率（0.46 mS cm?1）与响应式变色功能，应用于可穿戴电子设备和自适应伪装。

　　

摘要

离子导电光子晶体弹性体（ic-PCEs）独特地结合了刺激响应的颜色变化和电反馈功能，为可穿戴电子设备和自适应伪装技术带来了革命性的应用潜力。然而，其制备方法目前仍存在局限性。本文提出了一种可扩展的膨胀-收缩法来制备ic-PCEs：通过将离子液体扩散到预先组装好的光子晶体结构中实现这一目标。在膨胀过程中，聚合物基质会先被稀释以形成分子间的空隙，从而促进离子液体的均匀扩散；扩散完成后，氢键作用会稳定离子液体在基质中的分布，形成导电网络。当离子液体含量达到约50%时，ic-PCEs表现出优异的离子导电性（约0.46 mS cm^?1），并且颜色亮度提升了约55%。这些材料具有高度的延展性，恢复时间快速（约170毫秒），并且在受到拉伸时颜色和电阻值可逆变化。在50%的应变范围内，材料颜色从红色变为蓝绿色，反射波长缩短约20%，电阻值变化约135%。此外，它们还具备出色的热稳定性和耐用性，确保了可靠的性能。本研究展示了ic-PCEs作为可穿戴运动传感器在手指和关节应用中的潜力，进一步体现了其多功能性。这项工作为ic-PCEs的大规模制备提供了一条可靠的方法，为先进的可穿戴设备和自适应材料的发展开辟了新的途径。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。