【摘 要】
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近年来,随着可穿戴技术的飞速发展,水凝胶因具有优异的导电性、较强的拉伸性、自修复性、抗失水性和较强的粘附性等功能化特点而受到研究人员的广泛关注。然而目前,图案化水凝胶-弹性体混合材料基设备在开发中面临以下几个问题,包括图案的制造,水凝胶与弹性体的界面稳固性等。现有的图案化水凝胶制作方法大多为光刻、激光切割等微纳加工工艺,且水凝胶与弹性体的界面黏附性能则依赖于化学锚定或接枝亲水聚合物刷等,但这些方法
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近年来,随着可穿戴技术的飞速发展,水凝胶因具有优异的导电性、较强的拉伸性、自修复性、抗失水性和较强的粘附性等功能化特点而受到研究人员的广泛关注。然而目前,图案化水凝胶-弹性体混合材料基设备在开发中面临以下几个问题,包括图案的制造,水凝胶与弹性体的界面稳固性等。现有的图案化水凝胶制作方法大多为光刻、激光切割等微纳加工工艺,且水凝胶与弹性体的界面黏附性能则依赖于化学锚定或接枝亲水聚合物刷等,但这些方法存在着实验步骤较繁琐且聚合时间较长的问题。本文围绕基于聚丙烯酰胺/海藻酸钠水凝胶-弹性体混合材料开展工作。制备基于双网络、超可拉伸、抗失水的功能化水凝胶,并与弹性体复合成混合材料,使得单电极摩擦纳米发电机的电学信号实现稳定输出。本论文主要得到了以下成果:（1）我们报道了一种手绘的,快速制备图案化的水凝胶-弹性体混合结构的方法。以丙烯酰胺-海藻酸钠（PAAm-SAlg）为前驱体,将改性后的“可水溶性”的TPO引发溶液作为光引发剂油墨,进行不同图案的绘制。改性后的“可水溶性”的TPO引发溶液既能分散在水凝胶预聚液中,也能渗透到疏水性的弹性体中,从而实现快速的图案化水凝胶-弹性体混合结构的固化（固化时间仅需1min）。（2）PAAm-SAlg双网络功能化水凝胶样品可拉伸3500%以上,并可循环拉伸31次（拉伸18倍）。在此基础上,PAAm-SAlg水凝胶能够与商业弹性体形成稳固的界面结合（可循环拉伸8倍42次）。我们能够直接手绘多种图案化水凝胶-弹性体混合结构包括绘制字母,树叶以及电路等,同时这种水凝胶-弹性体混合材料也可应用在单电极摩擦纳米发电机上,并且具有良好的电学性能。
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