80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索:  
華南理工張安強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì) CEJ:基于相分離形成軟硬異質(zhì)結(jié)構(gòu)和陽(yáng)離子-π相互作用的機(jī)械強(qiáng)韌性防水離子凝膠實(shí)現(xiàn)水下粘附和傳感
2024-08-29  來(lái)源:高分子科技

  柔性離子導(dǎo)體在未來(lái)軟離子電子學(xué)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。然而,創(chuàng)造具有機(jī)械穩(wěn)健性,水下粘附性和水下運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)能力的柔性導(dǎo)體仍然存在挑戰(zhàn)。人體中存在各種軟組織,如皮膚、肌腱和韌帶,具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、韌性和彈性,能夠承受數(shù)十至數(shù)百兆帕的應(yīng)力載荷(例如,人類皮膚的抗拉強(qiáng)度為132 MPa)。這些天然組織中(結(jié)締組織)存在異質(zhì)結(jié)構(gòu),如堅(jiān)固的膠原纖維支架,低模量的彈性纖維和柔軟的富水基質(zhì)等。


  近日,華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張安強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)受生物體軟組織中互穿的模量大小不同的軟硬異質(zhì)結(jié)構(gòu)啟發(fā),提出了聚合誘導(dǎo)相分離形成軟硬異質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略用于高強(qiáng)度柔性離子導(dǎo)體的合成(圖1)。同時(shí),體系中存在的陽(yáng)離子和芳香環(huán)之間的短程陽(yáng)離子-π作用模擬了貽貝足絲蛋白中的陽(yáng)離子殘基(如賴氨酸、精氨酸和組氨酸)和疏水性芳香氨基酸(如酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸)。陽(yáng)離子-π相互作用是帶正電荷的陽(yáng)離子和帶負(fù)電荷的π系統(tǒng)電子云之間形成的靜電吸引,已被證明在貽貝的強(qiáng)水下附著力中起著至關(guān)重要的作用;诖耍玫骄哂袡C(jī)械強(qiáng)韌性、可濕態(tài)黏附的用于柔性傳感的防水離子凝膠(2、3)。


圖1 圖文摘要


2 防水離子凝膠QMBF的設(shè)計(jì)與合成方案

3 QMBF的結(jié)構(gòu)和形態(tài)分析

  當(dāng)QMBF凝膠受到外力拉伸時(shí),相分離異質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生特征性的兩相機(jī)械響應(yīng),剛性域?yàn)?/span>QMBF提供了機(jī)械堅(jiān)固性,柔性域提供了彈性和可拉伸性(4)。當(dāng)與水接觸時(shí),水相中陽(yáng)離子-π之間發(fā)生自驅(qū)動(dòng)靜電吸引以及疏水鏈段自聚集產(chǎn)生相分離,破壞了QMBF的表面水化層,實(shí)現(xiàn)水下自愈性和水環(huán)境中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性(5)。此外,有效的界面排水和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部陽(yáng)離子-π、氫鍵和離子-偶極等超分子作用賦予基體的強(qiáng)大內(nèi)聚力,實(shí)現(xiàn)了QMBF與各種底物之間出色的水下粘附性(6)。


4 QMBF的機(jī)械性能及光譜學(xué)測(cè)試


5 QMBF-1/1的水下自愈性及水下穩(wěn)定性


  離子液體為QMBF提供了固有的導(dǎo)電性,可以靈敏地監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)和生理活動(dòng),在水下作業(yè)和通信工程中具有廣闊的應(yīng)用前景(7、8)。本研究開(kāi)發(fā)的軟離子凝膠導(dǎo)體具有可調(diào)節(jié)的機(jī)械強(qiáng)度和水下粘附性,有望為人類健康監(jiān)測(cè)和水下可穿戴電子設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造開(kāi)辟新的途徑。


6  QMBF-1/1在空氣/水下的粘附表現(xiàn)及黏附機(jī)理。


7 QMBF-1/1在空氣中的傳感性能


8 QMBF-1/1在水中的傳感性能


  該工作以“The robustness waterproof ionogel based on the phase separation to form soft hard heterostructures and the interaction of cation-π realizes underwater adhesion and sensing”為題在《Chemical Engineering Journal》期刊發(fā)表(Chemical Engineering Journal. 2024, 497, 155046)。論文的第一作者是華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生于寧,華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張安強(qiáng)教授和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院林雅鈴副教授為共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目的支持。


  原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.155046

版權(quán)與免責(zé)聲明:中國(guó)聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章?锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載,請(qǐng)聯(lián)系郵箱:info@polymer.cn,并請(qǐng)注明出處。
(責(zé)任編輯:xu)
】【打印】【關(guān)閉

誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞