第十四届全国表面工程大会

        基于接触的触觉传感涉及对温度、形态和其他属性进行测量，而这些测量关键取决于热传递在界面处的效率。然而，开发具有高导热性和优异附着力的智能传感材料是一项极具挑战性的任务。为了解决高导热性和高黏附力的智能传感材料这个挑战，本研究采用高效的紫外线聚合方法合成了聚-2-[[(丁氨基)羰基]氧基]乙酯（PBA）和乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷（PDMS）的共聚物基质（PDMSPBA）。接着，我们将PDMSPBA与涂有液态金属（LM）的氧化铝（Al₂O₃）颗粒络合，制备了复合材料PDMSPBA/LMAl₂O₃。

        值得注意的是，LM表面改性Al₂O₃后（LMAl₂O₃）的X射线光电子能谱（XPS）结果表明，一些液态金属中的Ga/In/Sn原子可能会扩散到Al₂O₃的晶格中，从而形成高度稳定的核-壳结构LMAl₂O₃，其中液态金属壳牢固地固定在Al₂O₃核上。这种核壳结构特别有益，因为LMAl₂O₃的液壳是可合并的并且具有各向同性的导热性，有助于在填料与填料接触频繁的高填料含量下形成连续的热通路。此外，液态金属的柔软和可变形特性将减轻刚性Al₂O₃对硬化PDMSPBA复合材料和限制聚合物基体的分段运动的有害影响。 

        通过调节PDMSPBA和LMAl₂O₃的体积分数，我们实现了最佳的导热系数（6.68 W m⁻¹K⁻¹）、电绝缘性（10^-6~10^-7 S/m）和粘附性能（1316 N/m²）。此外, PDMSPBA/LMAl₂O₃表现出高温敏感性和自学习能力，可以用于岩石学习感知触觉传感器应用中。这种智能岩石学习感知触觉传感器在黑暗中能够区分未知的岩石材料。因此，我们提出PDMSPBA/LMAl₂O₃可以作为采矿机器人随钻检测、岩石识别和触觉识别等核心材料。同时也为高性能聚合物基界面材料的设计与制备提供理论基础和技术支持。