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
出处
期刊: [American Chemical Society]
卷期号:1 (5): 1375-1383 被引量:4
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
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
alan的应助被Liu采纳,获得10
刚刚
orixero的应助被alandan采纳,获得10
1秒前
沉默的以山完成签到,获得积分10
1秒前
正直半雪发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.2的应助被缓慢鹤轩采纳,获得10
2秒前
爱上百香果完成签到,获得积分10
2秒前
乞明发布了新的文献求助10
3秒前
清嘉发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
充电宝的应助被Emily采纳,获得10
4秒前
iamhan关注了科研通微信公众号
5秒前
SciGPT的应助被圆圆采纳,获得10
5秒前
6秒前
Hu完成签到,获得积分10
6秒前
雨落长安完成签到,获得积分10
7秒前
shuai完成签到,获得积分10
7秒前
情怀的应助被惜海采纳,获得30
8秒前
8秒前
Lucas的应助被外向的奇迹采纳,获得10
8秒前
丘比特的应助被4564321采纳,获得10
9秒前
光光光光头完成签到,获得积分10
9秒前
卿亦佳人发布了新的文献求助20
9秒前
mmm完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
简直就是胡闹完成签到 ,获得积分10
10秒前
小白完成签到 ,获得积分10
10秒前
shuyiWang发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6.2的应助被2058753794采纳,获得10
11秒前
咕噜咕噜完成签到,获得积分10
11秒前
Statham~阿乐完成签到 ,获得积分10
11秒前
科研通AI6.4的应助被耍酷弱采纳,获得10
12秒前
12秒前
冬吃萝卜夏吃姜完成签到,获得积分10
12秒前
迁湾完成签到,获得积分20
14秒前
ZZShuang发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
The Future of Digital Well-Being 600
Topological Photonics: Fundamentals and Applications 500
5th World Conference on Detergents: Reinventing the Industry : Opportunities and Challenges 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8099940
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9510225
关于积分的说明 21474474
捐赠科研通 7675315
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3407833
关于科研通互助平台的介绍 2535876
邀请新用户注册赠送积分活动 2447610