基于導(dǎo)電高分子的高強(qiáng)度水凝膠的形成及其功能化

導(dǎo)電聚合物水凝膠具有普通水凝膠的機(jī)械性質(zhì)、溶脹性質(zhì)以及導(dǎo)電聚合物的優(yōu)異的電子傳輸性能，近年來引起了人們極大的關(guān)注。但導(dǎo)電聚合物水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度較低，限制了其在傳感器、電容器、制動(dòng)器、人造肌肉等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。制備兼具高機(jī)械強(qiáng)度和電化學(xué)活性的導(dǎo)電聚合物水凝膠是這類材料發(fā)展和應(yīng)用過程中亟待解決的問題。本項(xiàng)目將利用超分子自組裝法制備的聚(3,4-乙撐二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸（PEDOT-PSS）水凝膠與聚丙烯酸（PAA）二重網(wǎng)絡(luò)（DN）水凝膠復(fù)合，制備了兼具高機(jī)械強(qiáng)度和電化學(xué)活性的PAA/PAA/PEDOT-PSS三重網(wǎng)絡(luò)（TN）水凝膠；對(duì)TN水凝膠的機(jī)械性質(zhì)、流變性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)、分子構(gòu)象等進(jìn)行了研究，提出了材料的增強(qiáng)機(jī)理，并探討了其在電化學(xué)傳感器、超級(jí)電容器中的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，將自身為半互穿網(wǎng)絡(luò)的PEDOT-PSS水凝膠與電中性的聚丙烯酰胺（PAAm）水凝膠復(fù)合，制備了具有較高機(jī)械強(qiáng)度的PAAm/PEDOT- PSS特殊二重網(wǎng)絡(luò)（sDN）水凝膠，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電聚合物水凝膠增強(qiáng)過程的簡化及水凝膠功能的提升；系統(tǒng)研究了sDN水凝膠中各組分對(duì)材料機(jī)械性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)等的影響，提出了sDN水凝膠多步斷裂過程中形成PEDOT碎片的特殊增強(qiáng)機(jī)理，探討了其在電制動(dòng)器中的應(yīng)用。這些工作的新穎之處在于將多重網(wǎng)絡(luò)凝膠的高機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電聚合物的電化學(xué)活性相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度水凝膠材料的功能化，對(duì)柔性電子元件及柔性器械的發(fā)展和應(yīng)用具有重要意義。為了進(jìn)一步簡化高強(qiáng)度導(dǎo)電聚合物水凝膠的制備過程，我們利用超分子自組裝，在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下一步法制備了具有自增強(qiáng)功能的PEDOT- PSS水凝膠。通過系統(tǒng)研究，總結(jié)出了自增強(qiáng)水凝膠的優(yōu)化制備條件，對(duì)材料的電導(dǎo)率與表面組成、微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行了分析，提出了材料的自增強(qiáng)機(jī)理，發(fā)現(xiàn)PEDOT-PSS水凝膠自增強(qiáng)功能的實(shí)現(xiàn)與其緊密的微觀結(jié)構(gòu)和均勻的相結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。這項(xiàng)工作的意義不僅在于在實(shí)踐上實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電聚合物水凝膠制備過程的便利性以及高機(jī)械強(qiáng)度與電化學(xué)活性的結(jié)合，而且在理論上使我們對(duì)水凝膠材料的增強(qiáng)機(jī)理有了更深刻的理解，并為通過簡便的制備過程獲得兼具高機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)異功能的聚合物材料提供了思路。此外，本項(xiàng)目在導(dǎo)電聚合物納/微米結(jié)構(gòu)的可控構(gòu)筑、導(dǎo)電聚合物與金屬或無機(jī)半導(dǎo)體的納米復(fù)合體系的設(shè)計(jì)、制備及其性質(zhì)調(diào)控以及導(dǎo)電聚合物復(fù)合功能膜的制備及其應(yīng)用方面也進(jìn)行了有成效的探索。

高強(qiáng)度電活性高分子水凝膠是人工肌肉、電激勵(lì)器等的理想基質(zhì)材料。針對(duì)目前導(dǎo)電高分子水凝膠機(jī)械強(qiáng)度差的現(xiàn)實(shí)問題，本項(xiàng)目擬以優(yōu)化導(dǎo)電高分子功能、建立合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、同時(shí)提升導(dǎo)電高分子水凝膠強(qiáng)度和智能性為宗旨，開展基于導(dǎo)電高分子的高強(qiáng)度水凝膠的形成及其功能化研究。在實(shí)驗(yàn)上，采用超分子自組裝方法，利用導(dǎo)電高分子、陰離子聚電解質(zhì)、多價(jià)陽離子間的相互作用，建立直接從單體制備具三維宏觀尺寸的導(dǎo)電高分子功能水凝膠的方法。研究將導(dǎo)電高分子功能水凝膠引入聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等高交聯(lián)度的水凝膠中實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度提升后其多重網(wǎng)絡(luò)的微觀形態(tài)、相結(jié)構(gòu)及形成機(jī)制，考察高強(qiáng)度水凝膠材料在導(dǎo)電態(tài)和絕緣態(tài)間的切換及其在不同外部刺激下物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的變化。在理論上，運(yùn)用量化計(jì)算、分子模擬等手段研究凝膠體系的分子構(gòu)象、鏈堆砌及局部鏈運(yùn)動(dòng)等，建立起基于導(dǎo)電高分子的水凝膠材料的增強(qiáng)模型，為闡明其增強(qiáng)效應(yīng)并改進(jìn)完善凝膠體系提供理論依據(jù)。

《審計(jì)質(zhì)量的影響因素及其形成機(jī)理的博弈研究:基于制度經(jīng)濟(jì)學(xué)視角》根據(jù)實(shí)證研究結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)論，提出了完善審計(jì)質(zhì)量控制機(jī)制的建議。