牛奶反应激发了制造高导电凝胶薄膜的新方法

大多数人亲眼所见的一种常见化学反应启发了一种制造柔性凝胶薄膜的新方法，这种方法可能会带来传感器、电池、机器人等方面的创新。

由德克萨斯工程师领导的研究小组开发了他们所谓的“浸渍和剥离”策略，用于简单快速地制造二维离子凝胶膜。通过将可持续生物质材料浸入某些溶剂中，分子会自然地做出反应，将自身排列成材料边缘的功能性薄膜，只需使用一套简单的镊子即可轻松将其移除。

研究人员说，这种策略的灵感来自牛奶在高温下发生的情况——我们在日常生活中经常观察到的一种反应。

“在牛奶皮肤效应中，加热时牛奶的外层会形成一层薄膜，”科克雷尔工程学院沃克机械工程系和德州材料学院教授，​​专注于材料科学的于桂华说。.“我们受到这种现象的启发，并在不同的材料中进行了探索，以生产易于分离的多功能凝胶膜。”

该研究发表在《自然综合》杂志上。

这些凝胶由被离子液体包围的聚合物网络组成。它们在结构上类似于水凝胶，其中水是液体元素。但是，离子凝胶的结构刚性较低，为离子提供了更多的移动空间。

因此，它们具有高导电性并且非常敏感。它们作为传感器具有很高的潜力，可能作为可穿戴电子产品的一部分，可以更准确地跟踪运动、心跳和健康监测的其他方面。它们甚至可以用作固态电池中的电解质，固态电池是更安全的电池的一部分，可以来回穿梭离子以促进充电和放电。

该研究的主要创新在于新颖的制造工艺，它适用于许多不同的材料。该过程可以高速、低成本地重现成百上千次。而且薄膜可以很容易地根据需要控制成厚或薄，并成型或涂在其他材料上。

“这种简单而有效的溶剂诱导自组装方法确实允许从不同的可持续生物质材料(包括纤维素、壳聚糖、丝素蛋白、瓜尔胶等)快速、可扩展地生产二维功能聚合物薄膜，”Nancy(Youhong)Guo说。，该论文的主要作者之一，曾是Yu实验室的研究生，现在是麻省理工学院的博士后研究员。

Yu说他希望其他研究人员能够采用这项技术并将其用于各种技术。展望未来，研究团队将致力于进一步优化机械性能，以便为可穿戴电子产品、智能机器人和人工智能等下一代技术提供更多应用和高级功能。

这项研究还涉及来自中国东北林业大学和沉阳化工大学的其他合作者。