Highly Damping and Self‐Healable Ionic Elastomer from Dynamic Phase Separation of Sticky Fluorinated Polymers

材料科学 弹性体 人工肌肉 离子键合 智能材料 聚合物 弹性(物理) 复合材料 软机器人 热塑性弹性体 相(物质) 共聚物 离子 执行机构 计算机科学 化学 有机化学 物理 量子力学 人工智能
作者
Huai Xiang,Xiaoxia Li,Baohu Wu,Shengtong Sun,Peiyi Wu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (10) 被引量:75
标识
DOI:10.1002/adma.202209581
摘要

Abstract Shock‐induced low‐frequency vibration damage is extremely harmful to bionic soft robots and machines that may incur the malfunction of fragile electronic elements. However, current skin‐like self‐healable ionic elastomers as the artificial sensing and protecting layer still lack the ability to dampen vibrations, due to their almost opposite design for molecular frictions to material's elasticity. Inspired by the two‐phase structure of adipose tissue (the natural damping skin layer), here, a highly damping ionic elastomer with energy‐dissipating nanophases embedded in an elastic matrix is introduced, which is formed by polymerization‐induced dynamic phase separation of sticky fluorinated copolymers in the presence of lithium salts. Such a supramolecular design decouples the elastic and damping functions into two distinct phases, and thus reconciles a few intriguing properties including ionic conductivity, high stretchability, softness, strain‐stiffening, elastic recovery, room‐temperature self‐healability, recyclability, and most importantly, record‐high damping capacity at the human motion frequency range (loss factor tan δ > 1 at 0.1–50 Hz). This study opens the door for the artificial syntheses of high‐performance damping ionic skins with robust sensing and protective applications in soft electronics and robotics.
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