《nano energy》可拉伸、坚韧、可愈合和生物降解离

作者：杨超月

开发了超可拉伸、坚韧、可愈合和可生物降解的摩擦电装置。

应力吸收微结构提高了机械弹性并促进了高弹性和耐缺口的离子生物凝胶。

生物凝胶的离子二极管特性增强了来自压力和温度的外部刺激的摩擦电性能

为了减少不可生物降解的电子废物对环境的影响，开发使用生物质衍生的可生物降解材料的可持续技术至关重要。然而，具有平面结构的传统可生物降解材料的机械和电气性能不足，往往限制了它们在生物电子学中的应用。在这里，我们通过使用离子交联的生物质资源明胶，开发了一种基于完全可愈合但完全可生物降解的生物凝胶的三维 (3D) 微结构设计的高性能离子生物凝胶装置。3D 微结构的应力吸收几何形状提高了机械弹性并促进了高弹性(~4000%)、缺口耐受性和极其坚韧(~ 10,998 J/m 2) 离子生物凝胶。此外，3D 结构的互锁特性提供了生物凝胶的离子二极管特性，即使在极端拉伸条件下，也能增强来自压力和温度的外部刺激的摩擦电能量收集能力。我们基于3D 离子生物凝胶的摩擦纳米发电机表现出出色的功率输出（~325 mW/m 2)、卓越的能量转换效率(~70.7%) 和高分辨率的机械(~ 9 Pa) 以及具有长期稳定性的热(~ 0.03 K)转导功能。3D 离子生物凝胶即使在机械损伤后通过自我修复也能恢复其原有的电性能。对于概念验证演示，明胶生物凝胶可用于柔软舒适的电子皮肤，以监测低频生命体征和高频声波，用于表面纹理的触觉感知，并用于机器人触觉皮肤，提供了新的基准：一种用于软生物电子设备的清洁和绿色技术，零浪费。

图文简介

与离子液体交联的超拉伸、坚韧和自愈明胶生物凝胶

离子皮肤生物凝胶的结构和电学特性

iSBTENG 响应压力和温度刺激的能量收集性能

论文信息

论文题目：Ultra-stretchable yet tough, healable, and biodegradable triboelectric devices with microstructured and ionically crosslinked biogel

通讯作者：Hyunhyub Ko

通讯单位：蔚山国立科学技术研究院

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