Fel deunydd tri dimensiwn sy'n gyfoethog mewn dŵr, mae gan hydrogel nodweddion elastigedd uchel, tryloywder a biocompatibility. Fe'i defnyddiwyd yn helaeth mewn lensys cyffwrdd, colur, peirianneg meinwe, gorchuddion clwyfau a meysydd eraill. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, defnyddiwyd hydrogeliau dargludol yn eang ym maes synwyryddion a dyfeisiau electronig hyblyg. Fodd bynnag, mae hydrogeliau confensiynol yn colli eu priodweddau gwreiddiol oherwydd rhewi ar dymheredd isel, gan gyfyngu ar eu cymhwysiad ar dymheredd isel.

Mae Wang Yang, lv ang a zhang lina, athrawon cyswllt prifysgol wuhan, wedi paratoi hydrogel seliwlos dargludol ïonig gwrthrewydd yn llwyddiannus, y gellir ei ddefnyddio fel tensiwn, cywasgu a synhwyrydd tymheredd. Yn wahanol i hydrogeliau traddodiadol, mae eu priodweddau gwrthrewydd yn caniatáu iddynt weithio'n dda ar dymheredd is-sero. Cyhoeddir y canfyddiadau yn y cyfnodolyn ACS Applied Materials & Interfaces.

Yr allwedd i wrthrewydd a dargludedd trydanol hydrogeliau cellwlos yw bensyl trimethyl amoniwm hydrocsid, hydoddiant dyfrllyd o sylfaen organig sy'n un o'r systemau toddyddion seliwlosig newydd a ddatblygwyd gan y tîm, dywedodd yr astudiaeth. Ar ôl croesgysylltu cemegol hydoddiant seliwlos, nid yw'r sylfaen organig fel toddydd yn cael ei olchi i ffwrdd fel yn y broses baratoi traddodiadol, ond fe'i cedwir yn uniongyrchol. Mae ei briodweddau fel electrolyte yn rhoi'r eiddo gwrthrewydd a dargludol yn ei gyfanrwydd i'r hydrogel cellwlos.

Perfformiad hydrogeliau cellwlos traddodiadol a hydrogeliau cellwlos gwrthrewydd ar dymheredd isel

Bydd ymchwilwyr yn - 24 ℃ tymheredd isel yn rhewi ymwrthedd dargludol hydrogel sefydlog mewn cymalau bys, boed gan yr un ymyl flexion bys ac yn gyflym neu'n araf ar ymestyn ystod gwahanol, gall ymwrthedd y dŵr dargludol gel gwerth cymharol newid gyda'r symudiadau bys yn dangos y osgled y newid cyfatebol, a sŵn bron anghanfyddadwy neu hysteresis, hydrogel a dim anffurfiannau parhaol oherwydd ymestyn, yn dangos bod gan y dŵr dargludol gel y priodweddau mecanyddol sefydlog mewn tymheredd isel tynnol - ymwrthedd a pherfformiad ymateb sensitif.

Defnyddir hydrogeliau gwrthrewydd fel synhwyrydd ymestyn i efelychu plygu bysedd ar dymheredd isel

Nid yn unig hynny, bydd yr ymchwilwyr hefyd yn elastomers dielectrig mewn hydrogeliau dargludol yn cael ei wneud rhwng y synhwyrydd "ymateb dwbl", mae gan y gallu a'r ymwrthedd sy'n sensitif i bwysau - ennill min a pherfformiad synhwyrydd dwbl, profodd arbrofion pellach nad yw'r ddau ymateb yn ymyrryd â ei gilydd, yn dangos bod gan y synhwyrydd sy'n seiliedig ar hydrogel dargludol gwrthrewydd sensitifrwydd mecanyddol a thermol sefydlog, mae ganddo berfformiad ymateb cyflym a dibynadwy, sefydlog a gwrthdroadwy ac mae'n addas ar gyfer nodweddion tymheredd isel gan ddefnyddio tymheredd y gellir ei ddefnyddio yn yr amgylchedd cymhleth o artiffisial meddal dyfeisiau cudd-wybodaeth.

Prawf sensitifrwydd mecanyddol a thermol o synhwyrydd hydrogel dargludol gwrthrewydd

Pwnc thesis: Tryloyw, Gwrthrewi, Hydrogel Cellwlos Dargludol Ïonig gyda Sensitifrwydd Sefydlog ar dymheredd Subzero 

Dolenni’r traethawd ymchwil: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.9b15849