多资料、多功用的集成是资料开展的趋势，也是新一代功用及智能纤维与织物的开展趋势。要完结最高密度的资料功用集成，最理想的思路是在单根纤维轴向方向进行资料组分的规划和操控。有别于传统的均质纤维，在轴向方向上存在周期性序列结构的纤维能够称为超纤维（Meta-Fiber）。超纤维是超资料（Meta-materials）的一个重要类别，依照序列性质能够包括力学超纤维（Mechano-Metafiber）、电学超纤维（Electro-）、磁学超纤维（Magnetic—）等。超纤维为功用智能织物的规划供给了极为宽广的敞开规划空间。但是，有别于传统的均质纤维，超纤维的结构功用特征联系及根本使用形式还有待探究。

  近期，浙江大学高分子系许震副教授地点团队与机械工程学院尹俊研究员协作，规划制备了一种弹性力学编码超纤维，提醒了其共同的非线性力学变形行为形式，并将之用于纤维电子器件的规划。因为在纤维轴向方向具有不一样力学功用的嵌段编码序列，引进了局域力学性质的对称性破缺，弹性力学超纤维在均匀拉伸下表现出独有的局域应变现象。经过调理纤维嵌段序列的份额与资料品种，力学超纤维表现出“局域应变扩大”和“局域应变按捺”两种根本变形形式。应变的局域效应能习惯纤维电子器件中局域力学功用的规划需求，团队规划制备了高灵敏度纤维传感器、可拉伸纤维电子器件、纤维电容器及电致发光阵列等，为纤维电子器件的规划与制备供给了新思路。研究效果以“Axially Encoded Mechano-Metafiber Electronics by Local Strain Engineering”为题发表于《Advanced Materials》上。该论文根据前期完结超纤维轴向资料序列编码的效果（Sequence spinning axially encoded metafibers，Matter, 2023, 6, 1-16）完结。系列效果的榜首作者均为浙江大学高分子科学与工程学系在读博士生马静雨。

  1.本文规划提出了一种力学编码超纤维，该纤维在长度方向引进了对称性破缺，具有可准确编程的力学行为。

  2.提醒了力学编码超纤维共同的非线性变形行为。在均匀拉伸下，应变在“软段”明显表达而在“硬段”遭到按捺，从而在单根纤维中完结了“局域应变扩大”及“局域应变按捺”两种形式。

  3.根据力学编码超纤维的“应变扩大”、“应变按捺”两种变形形式，别离规划了高灵敏度纤维传感器及可拉伸纤维电子器件。进一步地，将两种形式相结合，规划了纤维电容器及电致发光阵列，为新式纤维电子器件规划供给了新的思路。

  图1. A）力学编码超纤维规划示意图。B）一根百米长的力学编码超纤维。C）力学编码超纤维轴向结构解析。D）纤维嵌段序列长度与份额与纺丝投料时刻联系图。E）不同嵌段序列长度、份额的超纤维图片。

  图2. A）不同超纤维拉伸应力-应变曲线。B）超纤维模量-硬段纤维序列份额联系图。C）硬段/软段局域应变与全体应变联系图。D，E，H）“局域应变扩大”形式。F，G，I）“局域应变按捺”形式。

  图3. A）超纤维非线性力学变形形式用于纤维电子器件的规划理念。B-D）高灵敏度纤维传感器的功用与硬段纤维序列份额联系。E-G）可拉伸纤维电子器件的功用。

  图4. A）纤维电子器件阵列的规划示意图。B-D）高电压输出的纤维超级电容器。E-G）可电致发光的纤维发光阵列。

  本作业得到了国家自然科学基金、中心高校根本科研专项基金、山西浙大新资料与化工研究院、浙江省博士后科研项目、功用高分子世界研究中心等相关经费和组织的赞助与支撑。

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