氣凝膠和泡沫多孔材料具有獨特多孔結構和優異的性能,在熱管理、吸附、儲能、傳感等領域具有良好的應用前景。通過優化其多孔結構,可實現多種多樣的可壓縮、可彎曲和可拉伸多孔材料。其中,可拉伸氣凝膠和泡沫由于在柔性壓力/應變傳感器、可拉伸導體、柔性儲能器件、可拉伸電磁屏蔽和熱管理材料等領域的潛在應用而受到廣泛關注。然而,已報道的氣凝膠和泡沫通常可拉伸性有限,限制了其在柔性電子器件、柔性熱管理和電磁屏蔽材料等領域的實際應用。因此,開發高可拉伸多孔材料具有重要現實意義。
鑒于此,伟德网站是多少祖國慶老師研究團隊開發了高可拉伸多孔超材料及其柔性電子器件,相關研究成果以“Stretchable and negative-Poisson-ratio porous metamaterials”為題,在線發表于《自然·通訊》(Nature Communications)。論文第一作者為我院在讀博士生張小宇。該工作得到了國家自然科學基金的資助。
該研究發展了單軸、雙軸和三軸熱壓策略,對氣凝膠多孔結構進行調控,構建了折疊和内凹多孔結構,獲得了高可拉伸導電多孔彈性體超材料。單軸熱壓得到的多孔彈性體具有折疊多孔結構、高達1200%的可拉伸性以及近零的泊松比。雙軸和三軸熱壓得到的多孔彈性體具有獨特的内凹多孔結構、高可拉伸性以及負的泊松比。該工作解決了傳統多孔材料可拉伸性差的難題,實現了高可拉伸多孔超材料、寬範圍應變傳感器以及可調控的熱管理和電磁屏蔽。
祖國慶老師研究團隊以氣凝膠和凝膠為研究對象,在柔性電子器件、壓力和應變傳感、超級隔熱等方向進行了系統性研究,在Nat.Commun.,Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct.Mater., ACS Nano等高水平期刊發表學術論文30餘篇。