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为解决离子凝胶导电性能与力学性能难以兼顾的问题，采用溶剂挥发成膜并诱导纳米颗粒自 组装的方法，以热塑性聚氨酯(TPU)为基体、1‑丁基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸(BMIMPF6)为离子液 体(IL)、埃洛石纳米管(HNT)为纳米填料，制备 TPU@IL@HNT 离子凝胶，并研究其微观结构、热 稳定性、力学性能及应变传感性能。结果表明：BMIMPF6可在 HNT 内外表面发生选择性吸附，自 组装形成有序离子传输通道；剪切诱导进一步促进 HNT 取向排列，提高了离子传输效率。经剪切处理的 TPU@IL@HNT 离子凝胶具有良好的电学性能，在 0~300% 应变范围内具有良好的线性响应，可实现人体关节运动和语音信号的实时监测。本研究为高性能柔性离子凝胶传感器的设计与制备提供了新的思路。
Abstract：To address the challenge of simultaneously achieving ionic conductivity and mechanical properties in ionogels， a method combining solvent evaporation-induced nanoparticle self-assembly is adopted. Thermoplastic polyurethane (TPU) is used as the matrix，1-butyl-3-methylimidazolium hexa‑fluorophosphate (BMIMPF6) is used as the ionic liquid (IL)， and halloysite nanotubes (HNT) are used as the nanofiller to fabricate TPU@IL@HNT ionogels. Their microstructure， thermal stability， mechanical properties， and strain-sensing performance are investigated. The results show that BMIMPF6 selectively adsorbs onto the inner and outer surfaces of HNT and self-assembles into ordered ion transport channels. Shear-induced treatment further promotes the oriented alignment of HNT， thereby improving ion transport efficiency. The obtained sheared TPU@IL@HNT ionogel exhibits good electrical performance and shows a good linear response over a strain range of 0~300%， enabling real-time monitoring of human joint motion and voice signals. The results provide a new idea for the design and fabrication of high-performance flexible ionogel sensors.
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基本信息:
DOI：10.3969/j.issn.2097-017X.2026.05.010
引用信息:
[1]周秀琪,彭雄奇.埃洛石纳米管增强离子凝胶及其传感应用[J],2026,(05):94-99.DOI:10.3969/j.issn.2097-017X.2026.05.010.
2026-07-07
2026
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