[发明专利]相变离子凝胶及其制备方法和离子器件

说明书

本发明提供一种相变离子凝胶及其制备方法和离子器件。相变离子凝胶，包括高分子基体以及容置于所述高分子基体内的离子液体。相变离子凝胶的制备方法，包括：将包括所述高分子基体的单体、引发剂、交联剂和所述离子液体在内的原料混合得到前体液，然后进行交联反应得到所述相变离子凝胶。离子器件，其原料包括所述的相变离子凝胶。本申请提供的相变离子凝胶，能够实现导体‑绝缘体的转变。

技术领域

本发明涉及离子凝胶领域，尤其涉及一种相变离子凝胶及其制备方法和离子器件。

背景技术

离子器件是一个多学科交叉产生的新领域，基于离子传导的新型柔性离子器件如可穿戴的触控面板、柔性电致发光器件等极大地丰富了电功能器件的种类，实现了传统电子技术难以甚至不可能实现的功能，为柔性电子、软体机器人的技术革新以及产业化应用提供了新的可能。近年来，柔性离子开关、离子二极管、离子晶体管等得到了有益的尝试和实现，以匹配基于电子传导而开发的各类功能器件。其中，开发具有离子导体-绝缘体转变的可拉伸离子器件具有重要意义，可用于下一代柔性离子器件如传感器、驱动器、控制电路等。

然而，不同于电子器件的导体-绝缘体转变，实现可拉伸离子器件的导体-绝缘体转变是一项非常具有挑战性的任务。其关键在于离子电导率的变化范围要足够大、速度足够快、同时材料本身拉伸性能足够好。当前这方面的研究和探索还不够多，主要的方法是利用光来驱动离子材料当中的化学基团的构象变化来实现。然而这类方法存在离子器件本身拉伸性能差、离子电导率变化范围有限以及设计复杂等缺陷。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相变离子凝胶及其制备方法和离子器件，以解决上述问题。

为实现以上目的，本发明特采用以下技术方案：

一种相变离子凝胶，包括高分子基体以及容置于所述高分子基体内的离子液体。

优选地，所述高分子基体的单体包括丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、苯乙烯类单体、乙烯基类单体中的一种或多种；

优选地，所述丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸四氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯中的一种或多种；

优选地，所述丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺和/或N,N-二甲基丙烯酰胺；

优选地，所述苯乙烯类单体包括苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯；

优选地，所述乙烯基类单体包括醋酸乙烯酯和/或丙烯腈。

优选地，所述离子液体包括咪唑类离子液体、吡啶类离子液体、季铵盐类离子液体、季鏻类离子液体中的一种或多种；

优选地，所述咪唑类离子液体包括1-甲基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-甲基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-甲基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-甲基-3-甲基咪唑溴盐、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐、1-甲基-3-甲基咪唑高氯酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑高氯酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑高氯酸盐、1-甲基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐中的一种或多种；