3D打印全固态柔性离子凝胶的性能及应用

作者：尚长沛; 刘美洲; 丁鹏; 盛青山

来源：机械科学与技术, 2023, 1-9.

DOI：10.13433/j.cnki.1003-8728.20230203

• 离子凝胶
• 柔性传感器
• 电阻式传感器
• 3D打印

为了解决水凝胶基可穿戴设备器因脱水造成的不稳定性，以丙烯酸(AAc)、氯化胆碱(ChCl)和蒙脱土(Mt)为原料制备了全固态柔性离子凝胶。利用万能试验机测量了不同蒙脱土含量离子凝胶的力学性能，并通过电化学工作站对导电性能进行了表征。与此同时，使用数字万用表监测了不同运动行为下的电阻响应。最后，利用DLP-3D打印机成型了不同复杂结构的离子凝胶传感器。结果表明，合成的离子凝胶具有较高的断裂强度(1～5.7MPa)和高拉伸性(断裂应变约为～350%)，以及高离子电导率(6.38 mS m-1～15.91 mS m-1)；离子凝胶具有良好的弹性，作为柔性传感器对不同大小的应变和不同的加载速度产生的电阻信号都能稳定和精准的识别；离子凝胶同时表现出良好的长期稳定性，经过高温75℃储存100h，仍然具有和原始试件相同的机械性能、导电率和机电响应。此外，经过DLP打印的离子凝胶多孔结构，具有较高的分别率，并且可以监测人体不同的运动状态。

• 单位
  河南工业职业技术学院; 福州大学; 自动化学院