​寧波材料所陳濤研究員團隊開發（fā）出Janus導電（diàn）複合薄膜

​寧波材料（liào）所陳濤研究員團隊開發出Janus導電複合薄膜

二維非對稱（Janus）薄膜材料（liào）因其獨（dú）特的物理/化（huà）學性質，在柔性（xìng）傳感、能源存儲與轉換、仿生驅動器等領域具有巨大的應用價值，近年來受到了越（yuè）來越廣泛的關注和研究。為實現二維Janus薄膜材料在特定領域的應用（yòng），功能單元的選擇、界麵集成和功能協同極為關鍵。
碳納米材料（碳納米管、石墨烯等）因其優（yōu）越的物理、化學以及（jí）電學性能，被認為是一種理想的導電（diàn）、導熱功能單元材料。而（ér）高分子（zǐ）材料則具有碳材料所不具備的（de）可（kě）拉伸性（xìng）、化學功（gōng）能性、刺激（jī）響應性等性質。因此如何將二者進（jìn）行有效的界麵結合，並實現其功能協同性應用具有重（chóng）要意義。
為（wéi）此，中國科學院寧波（bō）材料技術與工（gōng）程研究所陳濤研究員團隊開展了一係列工作。為實（shí）現碳納米（mǐ）材料的可控、高效組裝，科研人員發展了一種水-空界麵毛細力誘導擠壓（yā）的方法（fǎ），構建了（le）大麵積、可任意轉移的碳（tàn）納米管薄膜（Chem.Mater.，2016，28，7125）。進一步研究人員發現，所獲得碳納米管薄膜在（zài）經過（guò）後續的可控陳化組裝後，可（kě）在水-空界麵實現非對稱的親疏水性（Chem.Commun.，2018，54，12804）。這種具有非對稱親疏水（shuǐ）性的碳納米管薄膜可作為一種重（chóng）要的活性功能平台進行後（hòu）續的界麵非對稱複合（hé），實現柔性（xìng）可拉伸的（de）傳感器件（Adv.Mater.Interfaces 2016，3，1600170;J.Mater.Chem.C，2018，6，6666）。
基於上述研究，最近，研究人員以水-空（kōng）界麵陳化組裝所得到（dào）的碳納米管進行原位的聚二甲基矽氧烷彈性體的非對（duì）稱界麵可控集成，獲得了（le）超薄、可拉伸、自粘（zhān）附、自適性的Janus導電複合薄（báo）膜。通過調控導電單元和彈性單元的相對組成，可有效實現厚度、粘附性、導（dǎo）電性（xìng）的（de）有效調控。所得到的Janus超（chāo）薄膜可沿著（zhe）皮膚紋路（lù）緊密貼附，其可作（zuò）為表皮電子器件，實現對人體肢體運動、生理脈搏信號的（de）實時（shí）高靈敏檢測。還可作為自粘附的非支撐器件（jiàn），對外界的非接（jiē）觸性信號，如氣流抖動、微（wēi）弱氣壓（yā）變化、空氣振動等實現高效探測。此外，所製備的Janus超薄膜（mó）具有良好的（de）氣動驅（qū）動的性質，可在微小的氣壓下實現可控驅動行為（wéi）。基於這些優（yōu）異的性質，研究人員構建（jiàn）了一種仿（fǎng）青蛙鳴囊的自傳感驅動（dòng）器，能在氣動驅動下進行可控的驅動，驅（qū）動的過程中對碳管的拉伸會轉化（huà）為（wéi）電信號進行輸出，在智（zhì）能仿生皮膚領域具有潛（qián）在應用價值（ACS Nano，2019，DOI:10.1021/acsnano.8b09600）。
以上工作得到了國家自然科學基（jī）金（51573203）、中科院（yuàn）前（qián）沿科學重點（diǎn）研究（jiū）項目（QYZDB-SSW-SLH036）、中科院國際合作重點項（xiàng）目（174433KYSB20170061）的資助。

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