高機(jī)械強(qiáng)度與高機(jī)械延展性對(duì)材料的實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。但是,一個(gè)材料通常不能同時(shí)擁有這兩個(gè)高性能。提高材料的機(jī)械延展性通常會(huì)降低其機(jī)械強(qiáng)度?朔䴔C(jī)械強(qiáng)度與延展性之間的矛盾始終是所有材料的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。可以提高延展性但是不降低機(jī)械強(qiáng)度的方法叫做韌塑化,只有少數(shù)合金材料可以韌塑化。高分子材料可以通過(guò)塑化來(lái)提高其機(jī)械延展性,但是塑化會(huì)顯著降低其機(jī)械強(qiáng)度。在文獻(xiàn)里還沒(méi)有關(guān)于高分子材料的韌塑化的報(bào)道。
圖1. (A)對(duì)PEDOT:PSS進(jìn)行處理的示意圖。(B)PEDOT:PSS, a-EG/PEDOT:PSS 及NaClO4/PEDOT:PSS的應(yīng)力應(yīng)變曲線。a-EG/PEDOT:PSS以及不同濃度NaClO4處理a-EG/PEDOT:PSS的(C)應(yīng)力應(yīng)變曲線及(D)抗拉強(qiáng)度和韌性與其斷裂伸長(zhǎng)率的關(guān)系。
圖2.(a)韌塑化PEDOT:PSS的彈性回復(fù)率。(b)韌塑化PEDOT:PSS的彈性回復(fù)率與小分子增塑或彈性體共混的PEDOT:PSS之間的比較。
韌塑化PEDOT:PSS同時(shí)具有優(yōu)良的電學(xué)性能。其電導(dǎo)率可以達(dá)到538 S cm-1(圖1),且其電阻對(duì)應(yīng)變不敏感。在拉伸率達(dá)30%的循環(huán)拉伸試驗(yàn)中,其電阻僅增加約6%(圖3d)。對(duì)應(yīng)變不敏感的電阻行為非常有利于其在柔性電子學(xué)方面的應(yīng)用。
圖3.(A)韌塑化PEDOT:PSS的電導(dǎo)率與高氯酸鈉溶液濃度的關(guān)系。韌塑化PEDOT:PSS在(B)單次拉伸及(D,D)循環(huán)拉伸過(guò)程中的電阻變化。
圖4. 無(wú)機(jī)鹽韌塑化PEDOT:PSS 的機(jī)理圖示。
全文鏈接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq8160
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