由于不受离子凝胶中离子液体的泄漏限制和水凝胶的水蒸发的影响，透明导电可拉伸的无液体锂盐弹性体（LSE）非常适用于作为柔性电子器件的基材。然而，目前具有高离子电导率的透明导电弹性体很少。研究人员通过离子液体的聚合或溶剂置换或者盐溶解在可聚合的单体里的方式来实现离子导电的性能。但目前仍存在离子电导率低（<10−1 S m−1）、不透明、制备过程污染环境等问题。
近日，何明辉教授团队基于LiTFSI上丰富的氢键位点和锂键位点，通过低共熔策略设计了锂盐型可聚合低共熔溶剂单体（lithium-salt polymerizable deep eutectic solvents , Li-PDES单体）。在不引入有机溶剂的情况下，通过锂盐型氢键供体（Li-HBDs，如（双三氟甲烷磺酸亚胺锂，LiTFSI））和可聚合氢键受体（HBA，如丙烯酸（AA）和马来酸（MA）之间的氢键形成Li-PDES单体。选用基础性能（机械、光学、自修复和电学性能）优异的的LiTFSI-AA型Li-PDES单体（Li-PDES单体1），用于调节分子量的LiTFSI MA型Li-PDES单体（Li-PDES单体2）作为合成LSE的两种主要单体。通过低共熔策略制备了具有一体化结构的Li-PDES单体3，与其他锂盐弹性体制备策略（如聚合物中的盐溶解）相比，该策略有助于材料分子水平上的结构设计和性能的微观调控。除了一体化的Li-PDES单体的优点之外，还对离子导体的离子导电机理进行了结构的设计，制备了高离子导电的LSE。 聚合物材料Tg点越低，相应的聚合物链段更软，这意味着链段之间的离子的耦合和解耦变得更容易实现，从而导致更高的离子电导率。基于上述理论，通过调节两种类型的Li-PDES单体的比例以实现光聚合聚合物中较低的Tg，获得了按比例调节的Li-PDES单体3。最后，通过快速紫外光聚合制备了高离子导电无液体锂盐弹性体（LSE）。
图4. LSE的力学性能与自愈合性能（a）不同类型锂盐弹性体的拉伸应变曲线。（b） 四种锂盐弹性体的强度与韧性直方图。（c） LSE（A0.5M1）7个循环的拉伸应变图。（d） 拉伸样品的微观结构和宏观结构示意图。LSE自愈能力的机械性能。（e）与LED串联的LSE的电自愈的图像。（f） LSE的电阻可以在0.06秒内电信号能迅速恢复到其原始值。（h）原始锂盐弹性体和锂盐弹性体自修复6h、12h、24h和48h后的拉伸曲线。 华南理工大学的何明辉副研究员基于可聚合低共熔的策略，通过将Li-PDES单体3（lithium-salt polymerizable deep eutectic solvents monomers 3）快速光聚合，获得了具有高离子电导率的透明无液体的LSE。通过改变Li-PDES单体1与Li-PDES单体2的比例来调控整个LSE的整体性能。通过在弹性体结构设计中引入氢键与锂键，利用一体化的优势，制备了一种具有高离子导电性（1.43 S m-1）的LSE。此外，该LSE还显示出优异的透明度（92.1%）和出色的自修复效率（高达91.02%）。由于其创新的结构和独特的功能特性，LSE有望成为未来先进传感器和可拉伸电子设备的多功能材料。 以上相关成果以Highly Ionic Conductive and Transparent Self-Healing Lithium Salt Elastomers Based on Eutectic Strategy为题发表在Chemistry of Materials上。论文的第一作者为华南理工大学轻工科学与工程学院硕士研究生丁鹏；通讯作者为华南理工大学轻工科学与工程学院何明辉副研究员。