Gels ioniques à double réseau haute performance avec une capacité de réparation thermique rapide via des liaisons covalentes dynamiques

Un gel ionique à double réseau (DN) robuste composé de poly(furfuryl méthacrylate-co-méthyl méthacrylate) (P(FMA-co-MMA)) chimiquement réticulé et de poly(vinylidène fluoride-co-hexafluoropropylène) (P(VDF-co-HFP)) physiquement réticulé contenant 80 % en poids de liquide ionique (IL) a été fabriqué par une méthode en un pot. Ce gel ionique présente une excellente résistance mécanique et une conductivité ionique considérable, pouvant être utilisé comme électrolyte solide en gel. En ajustant le rapport en poids de P(FMA-co-MMA) à P(VDF-co-HFP) et la teneur en agent réticulant, un gel ionique DN remarquablement robuste (contrainte de flexion à la rupture de 660 kPa, déformation 268 % ; contrainte de compression à la rupture de 17 MPa, déformation 85 %) a été obtenu. La haute résistance mécanique est attribuée aux réseaux interconnectés chimiques/physiques. Le réseau rigide de P(FMA-co-MMA) réticulé chimiquement dissipe la plupart de l'énergie de chargement, et le réseau ductile de P(VDF-co-HFP) réticulé physiquement fournit l'élasticité pour l'ensemble du gel. Plus important encore, le réseau P(FMA-co-MMA) est formé par des liaisons covalentes dynamiques qui peuvent subir une réaction thermiquement réversible, conférant au gel une capacité de réparation thermique unique et efficace. De plus, avec une teneur élevée en IL, le gel ionique DN possède une conductivité ionique élevée de 3,3 mS cm–1 à température ambiante, ce qui est supérieur à celui de la plupart des électrolytes polymères solides et comparable à ceux des électrolytes liquides organiques commerciaux.