Un material compuesto de polímero conductor autorreparable, altamente elástico y procesable en solución para la detección ultrasensible de tensión y presión

Resumen Imitar las funciones de la piel humana para desarrollar pieles electrónicas ha inspirado enormes esfuerzos en el diseño y la síntesis de nuevos materiales suaves con métodos de fabricación simplificados. Sin embargo, sigue siendo un gran desafío desarrollar materiales eléctricamente conductores que sean tanto elásticos como autorreparables. Aquí se demuestra que un compuesto de polímero ternario compuesto de polianilina, ácido poliacrílico y ácido fítico puede exhibir una alta elasticidad (≈ 500%) y excelentes propiedades de autorreparación. El compuesto de polímero con composición optimizada muestra una conductividad eléctrica de 0.12 S cm −1. Al romperse, tanto las propiedades eléctricas como mecánicas pueden restaurarse con una eficiencia del ≈ 99% en un período de 24 horas, lo cual es posible gracias a los enlaces de hidrógeno dinámicos y las interacciones electrostáticas. Además, se demuestra que este compuesto es sensible tanto a la tensión como a la presión, y por lo tanto puede ser utilizado para fabricar sensores de tensión y presión para detectar una variedad de deformaciones mecánicas con sensibilidad ultralta. La sensibilidad y el rango de detección son los más altos entre todos los sensores de presión piezorresistivos autorreparables reportados y superan incluso la mayoría de los sensores mecánicos flexibles. Notablemente, este compuesto se prepara mediante un proceso de fundición en solución, lo que permite potencialmente la fabricación de pieles electrónicas de bajo costo y a gran escala.