木质素复合氧化石墨烯导电水凝胶制备及性能

编号：FTJS09422

篇名：木质素复合氧化石墨烯导电水凝胶制备及性能

作者：况培培 张一静 陈莹 刘玉鹏 王基夫 储富祥

关键词： 木质素磺酸钠 氧化石墨烯 导电水凝胶 机械性能 导电性能

机构： 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院

摘要： 生物质基新型导电水凝胶材料在生物电子应用领域显示出广阔的应用前景。采用经典的双网络水凝胶构建策略,通过“一锅煮”的方法,引入具有较为优异导电性能的氧化石墨烯(GO),在水溶液体系中通过聚合和交联反应设计制备具有导电性能的木质素磺酸钠/聚丙烯酰胺/氧化石墨烯(LS/PAM/GO)复合水凝胶。由于双层高分子网络互穿作用和大分子间以及网络间氢键相互作用力,所得的复合水凝胶表现出较强的机械性能和自恢复性能,并通过红外光谱分析、扫描电子显微镜和万能试验机等对复合水凝胶的结构和性能进行了表征。研究结果表明:GO的添加显著影响了复合水凝胶的拉伸和压缩性能,当GO质量分数为6.1%时,材料的最大拉伸强度达到最大值421 kPa,与此对应的断裂伸长率达到483%;当材料的压缩强度在其应变为90%时可达到5.82 MPa。LS/PAM/GO复合水凝胶呈明显的多孔状立体网络结构,孔分布较均匀。复合水凝胶导电性能随GO含量增加而提高,GO质量分数为6.1%时,复合水凝胶电导率为0.0317 S/m,在压缩、拉伸过程中凝胶材料的电信号表现出明显的规律性,因此该水凝胶在柔性电子器件方面具有潜在的应用价值。