浙大许震AM：力学超纤维电子器件
浙大许震AM：力学超纤维电子器件
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近期， 浙江大学高分子系 许震副教授 所在团队与机械工程学院 尹俊研究员 合作 ， 设计制备了一种弹性力学编码超纤维，揭示了其独特的非线性力学变形行为模式，并将之用于纤维电子器件的设计 。由于在纤维轴向方向具有不同力学性能的嵌段编码序列，引入了局域力学性质的对称性破缺，弹性力学超纤维在均匀拉伸下表现出独有的局域应变现象。通过调节纤维嵌段序列的比例与材料种类，力学超纤维表现出“局域应变放大”和“局域应变抑制”两种基本变形模式。应变的局域效应可以适应纤维电子器件中局域力学性能的设计需求，团队设计制备了高灵敏度纤维传感器、可拉伸纤维电子器件、纤维电容器及电致发光阵列等，为纤维电子器件的设计与制备提供了新思路。研究成果以“Axially Encoded Mechano-Metafiber Electronics by Local Strain Engineering”为题发表于《 Advanced Materials 》上。该论文基于前期实现超纤维轴向材料序列编码的成果（Sequence spinning axially encoded metafibers，Matter, 2023, 6, 1-16）完成。系列成果的第一作者均为浙江大学高分子科学与工程学系在读博士生 马静雨 。
【本文要点】
图1. A）力学编码超纤维设计示意图。B）一根百米长的力学编码超纤维。C）力学编码超纤维轴向结构解析。D）纤维嵌段序列长度与比例与纺丝投料时间关系图。E）不同嵌段序列长度、比例的超纤维图片。
图2. A）不同超纤维拉伸应力-应变曲线。B）超纤维模量-硬段纤维序列比例关系图。C）硬段/软段局域应变与整体应变关系图。D，E，H）“局域应变放大”模式。F，G，I）“局域应变抑制”模式。
图3. A）超纤维非线性力学变形模式用于纤维电子器件的设计理念。B-D）高灵敏度纤维传感器的性能与硬段纤维序列比例关系。E-G）可拉伸纤维电子器件的性能。