В Университете Сонгюнгван (Южная Корея) разработали низкотемпературный гидрогелевый электролит, растяжимый на 900%

Репортаж от Wedoany，Исследователи из кафедры химической инженерии Университета Сонгюнгван (Sungkyunkwan University, SKKU) разработали сверхрастяжимый гидрогелевый электролит, способный растягиваться в девять раз от своей первоначальной длины и сохранять полную функциональность при температуре минус 20 градусов Цельсия. Работу возглавил доктор Сонджун Пак (Sungjune Park), профессор и специалист в области гибкой электроники. Команда использовала частицы жидкого металла для создания этого нового типа электролита.

Быстрое развитие носимых и биоинтегрированных электронных устройств предъявляет более высокие требования к гибким системам накопления энергии, которые должны сохранять стабильную производительность в условиях изгиба, растяжения и неблагоприятных внешних воздействий. Традиционные гидрогелевые электролиты, хотя и обладают гибкостью и высокой ионной проводимостью, имеют недостаточную механическую прочность и склонны к замерзанию при низких температурах, что ограничивает их практическое применение.

Для решения этих проблем исследовательская группа использовала частицы жидкого металла (LMPs) в качестве инициаторов полимеризации. С помощью ультразвуковой обработки массивный жидкий металл был раздроблен на мелкие частицы, которые затем инициировали полимеризацию акриламида и акриловой кислоты, образуя гидрогель. Этот метод не требует нагрева, ультрафиолетового излучения или других внешних воздействий, что упрощает процесс производства. Исследователи также добавили стеарилметакрилат (stearyl methacrylate, SMA). Этот гидрофобный материал образует обратимые физические сшивки между полимерными цепями, которые могут поглощать энергию при нагрузке и восстанавливаться после ее снятия, тем самым повышая долговечность и растяжимость гидрогеля.

Испытания показали, что данный гидрогель может растягиваться в девять раз от своей первоначальной длины до разрыва, что соответствует относительному удлинению при разрыве около 900%. После пропитки гидрогеля раствором хлорида лития водородные связи между молекулами воды подавляются, что предотвращает замерзание и сохраняет гибкость материала. При температуре минус 20 градусов Цельсия этот электролит сохраняет свою ионную проводимость и механические свойства. Накопитель энергии, созданный на основе этого материала, сохранил 98% своей производительности после 45 000 циклов зарядки и разрядки.

Доктор Сонджун Пак отметил, что эта работа предлагает новую стратегию создания гидрогелевых электролитов на основе жидкого металла и создает жизнеспособную платформу для носимых электронных устройств и гибких систем накопления энергии, работающих в экстремальных условиях. Результаты исследования были опубликованы в журнале «Nano-Micro Letters».

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com