全疏水离子液体凝胶在水下传感领域中的应用

2022-03-13 23:15:44
转自文章
975
摘要:全疏水离子液体凝胶具备良好的水下长久稳定性,可以作为可穿戴的水下传感器和通讯器应用于潜水中,从而在传感与通讯两方面为潜水活动提供更好的安全保障

中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队与浙江省之江实验室联合开发出一种可在复杂水环境中稳定的全疏水离子液体凝胶材料并将其应用于水下可穿戴,实现水下传感和通讯功能。

ed79b13bcb5146df854d9c64ec644b61.jpeg

图. a)全疏水离子液体凝胶的组成;b)全疏水离子液体凝胶应用于水下传感与水下通讯


研究人员利用疏水材料成功构筑具有离子导电特性的全疏水型离子液体凝胶,该离子液体凝胶在应力作用下可发生拉伸形变,从而导致其本征电阻的大幅度变化,形成明显的电信号响应,实现应变传感。不同于传统离子导电水凝胶在水环境中的高度不稳定,这种离子液体凝胶的疏水性就仿佛给传统水凝胶穿上了一件“防水服”,不仅可以有效阻挡水分子扩散进凝胶材料中,而且也可以阻碍凝胶中的离子液体向水体泄漏,从而显著提高离子液体凝胶在水环境中的稳定性,保证其在水下的长期使用。此外,当该离子液体凝胶靠近水中的其它基底材料时,这种疏水性可将两者间的水分子“排开”,从而使凝胶与基底材料发生紧密接触与相互作用,实现离子液体凝胶在水环境中的强力粘附,便于其在水下的可穿戴使用。

a666a449008f48a98eb09d29d7f89e0c.jpeg

图 a)全疏水离子液体凝胶实物;b)穿在全疏水离子液体凝胶上的“防水服”

图 a)全疏水离子液体凝胶在水下的粘附性;b)全疏水离子液体凝胶的水下粘附机制


当离子液体凝胶被粘附在人体关节处时,就可以监测该处皮肤在运动过程中的拉伸状态,从而获取关节的运动信号,实现对潜水员在潜水过程中的实时监测,提高对潜水员的安全保障。


47f7ed7600924069bbfc167b2c4caa72.jpeg

图 a)全疏水离子液体凝胶对指关节的传感;b)水下通讯编码规则;c, d)基于指关节弯曲传感的水下信息通讯


发表评论
评论通过审核后显示。
热门分享
最新 | 讨论、分享
连载、手册、书籍
离子液体是一类结构可设计,性能多样化的一类新型物质统称,应用领域广泛,用作:催化剂、吸收剂、萃取剂、阻燃剂、抗静电剂、导电助剂、润滑剂、杀菌剂,涉及领域:化工、医药、材料、半导体、生物、芯片、航天、显示、环保、通讯、润滑等...目前已见报道的离子液体根据分子结构和物化性质可分化四代。第一代离子液体主要的组分是作为阳离子的二烷基咪唑六氟磷酸盐/烷基吡啶六氟磷酸盐和作为阴离子的金属卤化物,他们是理想的电化学溶剂,然而对空气和水非常敏感。第二代离子液体由铵盐等作为常用的阳离子,而六氟磷酸盐等作为阴离子,从而可在空气和水中稳定。第三代离子液体则包括了氨基酸和胆碱等天然离子或者是具有生物活性的离子。而第四代则最早出现在2018年,他们与其他分子液体混合后或者溶解后可展现出独特的性能。图1离子液体中典型的阳离子和阴离子
何请 2022-03-18
Room-temperature ionic liquids are, as the name suggests, salts that exist in liquid states at room temperature. RTILs are of great interest to a variety of fields because they exhibit unique physical and thermodynamic properties, such as negligble vapor pressure, high thermal stability, high electrochemical stability, and low flammability. Moreover, ionic liquids exhibit high conductivity and a wide electrochemical window, which means that they are neither easily oxidized nor reduced, hence they are excellent candidates for efficient and green electrolytes in batteries. Due to the various potential applications RTILs promise, computer simulations of RTILs have widely propagated, and various combinations of different cations and anions have been designed and tested to further increase our knowledge in this field.Please note: this tutorial uses the general Amber force field (GAFF) force field to create an initial (not a “refined”) force field. Some aspects of the simulation results are not in as good agreement with experiment as the results presented in the papers listed above. This is a good object lesson: GAFF can get you started, and can provide results of reasonable accuracy. Depending on your needs, this may be enough. But it is often desirable to treat the GAFF results as a starting point for further refinement; the latter is usually system-specific, and is not covered in this tutorial.
2022-03-16
ICP标识

0
底部分享

产品

  • 离子液体(ILs)
  • ILs > 抗静电剂
  • ILs > 阻燃剂
  • ILs > 抗菌剂
  • ILs > 脱硫液
  • ILs > 液体活塞液
  • ILs > 脱芳液
  • 会议

  • 全国离子液体大会
  • 亚太离子液体会议
  • 世界离子液体会议
  • 学习

  • 合成
  • 理论
  • 实验
  • 关于 ILPlatform

    www.ionicliquids.com.cn


    “离子液体(ILs)产学研”平台(ILPlatform),用于打造出ILs内容自由分享集散中心,基于该中心将关联到与ILs有关的各个资源,为ILs从业人员以及想了解ILs的人们提供便捷的信息获取与分享渠道,未来实现多样化终端部署,让信息传递更加及时有效...