电场控制的化学反应通过压电化学创造可编程材料刚性
化学物理
2025-04-10 v1
摘要
对材料属性进行远程空间和时间控制已催生许多独特创新,包括光掩模、3D 打印和构筑材料设计。至今,大多数创新仍依赖光、热、声或电流作为控制材料属性的刺激。本文展示了电场可通过压电介导的转换机制诱导化学反应和随后的聚合,从而在复合材料中实现可调节的模量。该响应通过压电 ZnO 纳米颗粒转换器介导,而非直接接触电极;ZnO 介导了硫醇和烯烃单体之间的反应,结果是随电压、时间和施加交流电的频率而变化的可调模量。混合物的反应性和na"ive材料的模量可基于电场强度分布进行编程。这种可编程性导致多刚性胶体。此外,该系统可调节以形成电粘性剂。这种简单且可推广的设计为适应性阻尼、可变刚性材料、粘合剂、柔性机器人以及潜在的组织工程开辟了新的应用 avenue。
引用
@article{arxiv.2504.06405,
title = {Electric-Field-Controlled Chemical Reaction via Piezo-Chemistry Creates Programmable Material Stiffness},
author = {Jun Wang and Zhao Wang and Jorge Ayarza and Ian Frankel and Chao-Wei Huang and Kai Qian and Yixiao Dong and Pin Ruei Huang and Katie Kloska and Chao Zhang and Siqi Zou and Matthew Mason and Chong Liu and Nicholas Boechler and Aaron P. Esser Kahn},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.06405},
year = {2025}
}
备注
22 pages, 5 figures