水凝胶
分类
集成
HAH通过引入甘油，减弱聚合物链周围的水化层，暴露出更多促进氢键与界面粘附的官能团，从而增强水凝胶的粘附性。
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该器件将溶胀于水-甘油二元溶剂中的粘附性水凝胶集成于液态金属与可拉伸银电极之间，形成全可拉伸结构。
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该研究将溶胀于水-甘油二元溶剂中的高粘附性水凝胶集成在液态金属与可拉伸银电极之间，构建出全可拉伸的湿气发电机。
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设计
这项研究提出了一种不同于传统“增强交联”或“增加粘附基团”的水凝胶设计思路。
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图1HEBH水凝胶的设计理念与多组织应用场景
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该材料通过调控氢键在体相和界面之间的空间分布，实现了高体相强度与强湿态粘附的同步提升，为高性能组织封闭与修复水凝胶的设计提供了新的思路。
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粘附性
粘附
水凝胶
低阻界面，高效输出：报道了一种具有本征粘附性的水凝胶，可形成牢固的水凝胶-电极界面，有效降低界面电阻，能实现形变过程中电荷的高效传递。
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通过引入具有粘附性的水凝胶作为界面层，我们构建了一个稳定且共形的水凝胶-电极界面，有效缓解了界面失配问题，并抑制了机械变形所引发的分层现象。
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III界面粘附增强离子传输机理分析本研究结合AIMD模拟与DFT计算，揭示了离子在高粘附性水凝胶-电极界面上的快速迁移机制。
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图文导读I可拉伸水凝胶基湿气发电机设计原理如图所示，通过采用高粘附性水凝胶(HAH)构建多层可拉伸水凝胶湿气发电机(FSHMEG)的稳固界面，实现了层间高效的电荷传递与机械载荷转移。
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如图所示，通过采用高粘附性水凝胶(HAH)构建多层可拉伸水凝胶湿气发电机(FSHMEG)的稳固界面，实现了层间高效的电荷传递与机械载荷转移。
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本研究结合AIMD模拟与DFT计算，揭示了离子在高粘附性水凝胶-电极界面上的快速迁移机制。
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该器件可与口罩、人体皮肤等弯曲表面共形贴合，在80%拉伸应变下仍保持高电流输出，性能是基于弱粘附性水凝胶(PAH)器件的2.1倍。
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力学性能
HEBH在压缩、拉伸和压痕测试中均表现出优于传统水凝胶的力学性能，包括明显的应变硬化、更高的拉伸应力、良好的延展性以及更强的能量耗散能力。
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图3HEBH水凝胶的力学性能与多尺度模拟分析
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优异
此外，甘油的存在还赋予水凝胶优异的抗干燥、抗冻及抗溶胀性能，从而实现了器件的超长稳定运行。
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之间
因此，通过材料设计解决电极与水凝胶之间的界面脆弱问题，对于实现可穿戴FSHMEGs的耐用、全天候运行至关重要。
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效果
低阻界面，高效输出：报道了一种具有本征粘附性的水凝胶，可形成牢固的水凝胶-电极界面，有效降低界面电阻，能实现形变过程中电荷的高效传递。
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所形成的牢固且耐用的水凝胶-电极界面不仅降低了界面电阻，确保了应变条件下的高效电荷传输，还防止了在大形变下发生分层。
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甘油的引入增强了界面粘附，构筑出强韧耐用的水凝胶-电极界面，从而降低了界面电阻，并防止大变形下的分层失效。
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通过引入具有粘附性的水凝胶作为界面层，我们构建了一个稳定且共形的水凝胶-电极界面，有效缓解了界面失配问题，并抑制了机械变形所引发的分层现象。
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内容简介针对可拉伸水凝胶湿气发电机中因水凝胶与电极界面粘附较弱而导致的电输出性能不足及机械稳定性差等问题，哈尔滨工业大学田艳红团队提出了一种通过调控功能层间界面粘附性来提升器件性能的界面工程策略。
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在传统HMEGs中，水凝胶与电极接触不紧密，易产生气隙并增加电阻，抑制电输出；
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