近期,我校轻工科学与工程学院李志健教授团队刘汉斌副教授课题组在柔性电子领域取得新进展。主要研究成果如下:
【工作1】自感知智能柔性驱动器件:基于多组分生物基单体协同作用的分子结构设计策略,合成了兼具导电性与双动态共价网络的多功能聚合物,构建了自感知柔性驱动器件。通过精确调控单体组成,共价动态聚合物实现了同步增韧和增强。利用这种聚合物的形状记忆特性,制备出一种柔性驱动器件。同时利用碳纳米材料的导电性赋予其传感特性,从而实现对驱动过程的自监测。同时,该聚合物的耐溶剂性、可回收和自愈合特性赋予了驱动器优异的耐久性和抗断裂性。该项工作有望为开发具有实时自感知特性的多功能柔性驱动器件提供新的分子设计策略,在柔性电子、软体机器人和智能驱动等领域具有广阔的应用前景。相关工作以“Solvent-resistant, alkali-recoverable, self-healing, shape-memory and conductive dynamic polymers from multicomponent bio-based monomers for self-sensing soft actuators”为题发表在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》上,博士研究生杜世宇为论文的第一作者,通讯作者为李志健教授和刘汉斌副教授。

【工作2】多功能瞬态柔性电子器件:通过调控淀粉分子间的氢键开发了一种可批量化制备的多功能瞬态柔性电子器件。该器件具有山丘状微结构,采用多组分的氢键调控策略,促使淀粉薄膜兼具柔性和韧性,有利于微结构在形变下的稳定性,从而提升器件性能。得到的传感器可检测应变和压力信号,其应变指数达550.8;在0-210 kPa范围内,压力灵敏度为0.401 kPa-1,结合机器学习算法,可实现对人体运动的监测和病人动作意识的捕捉。利用这种材料还可构建摩擦纳米发电器件,得到柔性供能系统,输出电压达28.5 V,展现出其在能量采集和自供能传感领域的应用潜力。该淀粉基器件在达到使用寿命后还可回收,亦可在自然环境中降解,具有瞬态电子的特性,从而为绿色柔性电子技术的发展提供新的思路。相关工作以“Constructing Microstructured Starch Films via Hydrogen Bonding Manipulation for Transient Flexible Electronics”为题发表在国际知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上,博士研究生项华翠为论文的第一作者,通讯作者为我校刘汉斌副教授和武汉大学陈朝吉教授。

【工作3】接触电催化新材料:通过一种温和的自组装氟化策略,成功构建了一种新型氟化硅接触电致催化材料。该材料在降解甲基橙和苯酚的反应中表现出较高的催化活性,降解效率相较于原始硅粉和传统含氟接触电催化材料分别提高了30倍和4倍。此外,该研究首次在接触电致催化体系中实现了I-离子向I3-离子的高效转化,为开发绿色、高效和可规模化应用的接触电致催化体系提供了新的材料设计思路,也为其在柔性电子、环境保护领域的应用奠定了技术基础。相关工作以“Sustainable Fluorinated Silicon Dielectric Design for Enhanced Contact-Electro-Chemistry”为题发表在国际知名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上,博士研究生甘婷为论文的第一作者,通讯作者为我校刘汉斌副教授、英国剑桥大学Gehan Amaratunga教授、中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士和魏迪教授。

原文链接:
【工作1】:https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.180179
【工作2】:https://doi.org/10.1021/acsami.6c13390
【工作3】:https://doi.org/10.1002/anie.202517059
(核稿:刘国栋 编辑:王亮)