Scalable Fabrication of All-Biopolymer-Derived Conductive Hydrogels for Flexible Mechanosensors and Zinc-Ion Hybrid Supercapacitors

自愈水凝胶 材料科学 超级电容器 生物高聚物 离子键合 电解质 纳米技术 化学工程 聚合物 高分子化学 离子 电化学 化学 复合材料 电极 有机化学 物理化学 工程类
作者
Huihui Zheng,Hongwei Zhou,Chuanjuan Wei,Bohui Zheng,Yang Gao,Zhao Wang,Hongli Zhang,Aijie Ma,Xilang Jin,Hanbin Liu
标识
DOI:10.1021/acsaenm.3c00078
摘要

Traditional synthetic hydrogels for flexible electronic devices are mostly derived from nonsustainable polymers, resulting in environmental pollution. Herein, scalable, moldable, and stretchable ionic hydrogels are synthesized utilizing two model biopolymers, κ-carrageenan (κ-CG) and amylopectin (Amy). In such hydrogels, physically cross-linked κ-CG networks work as a relatively rigid component to maintain the shape of hydrogels, Amy networks cross-linked by borate/cis-diol dynamic covalent bonds help to improve the stretchability, and ZnSO4 is introduced as an ionic conductive component. The hydrogels, denoted as κ-CG/Amy/Zn2+ hydrogels, exhibit acceptable stretchability (>100%) because of the special cross-linking structure and ionic conductivity (2.9 S·m–1) due to the existence of various ions. Flexible mechanosensors (resistive strain sensors and capacitive pressure sensors) are demonstrated utilizing κ-CG/Amy/Zn2+ hydrogels, and high gauge factors (0.76 for strain sensors and 0.77 kPa–1 for pressure sensors) are achieved. Interestingly, κ-CG/Amy/Zn2+ hydrogels also work as quasi-solid-state electrolytes in zinc-ion hybrid supercapacitors, which exhibit an initial specific capacity of 47.4 mAh·g–1 at a current density of 3 A·g–1 and stable charge/discharge ability in more than 42,000 cycles. The sustainable biopolymer hydrogels may provide promising eco-friendly materials for future wearable devices and energy storage systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
搜集达人应助Menta1y采纳,获得10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
代桃完成签到,获得积分10
2秒前
ghy完成签到 ,获得积分10
3秒前
彩色开山完成签到,获得积分10
4秒前
热心的秋莲完成签到,获得积分10
4秒前
寒梅恋雪发布了新的文献求助10
5秒前
ding应助外向的醉易采纳,获得10
5秒前
可问春风完成签到,获得积分10
6秒前
体贴凌柏完成签到,获得积分10
7秒前
贫穷的塔姆完成签到,获得积分10
8秒前
我在南湾湖边完成签到,获得积分10
8秒前
快乐的雨竹完成签到,获得积分10
9秒前
虚心的雁完成签到,获得积分10
10秒前
浩浩完成签到 ,获得积分0
11秒前
12秒前
lpx43完成签到,获得积分10
12秒前
zz2905发布了新的文献求助10
15秒前
一蓑烟雨完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
17秒前
崔崔发布了新的文献求助10
18秒前
ff不吃芹菜完成签到,获得积分10
19秒前
叶子完成签到,获得积分10
19秒前
唐唐完成签到,获得积分10
20秒前
123发布了新的文献求助10
20秒前
23秒前
朵朵完成签到,获得积分10
25秒前
发呆的小号完成签到 ,获得积分10
25秒前
充电宝应助原本采纳,获得10
27秒前
山260完成签到 ,获得积分10
27秒前
badada完成签到,获得积分10
27秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
29秒前
伶俐乐菱应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
30秒前
30秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038235
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575992
关于积分的说明 11374009
捐赠科研通 3305760
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819276
邀请新用户注册赠送积分活动 892662
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022