1814
2021-09-11
顆粒在線訊：防凍材料的開發(fā)和理解對(duì)于材料設(shè)計(jì)和交付具有根本性和實(shí)際意義。然而，幾乎所有的防凍材料要么是不含水的有機(jī)/疏冰材料，要么是含有防凍添加劑的親水性水凝膠。最近，阿克倫大學(xué)團(tuán)隊(duì)提出并證明了一種通用的交聯(lián)策略，用于制造具有內(nèi)在、內(nèi)置防凍和機(jī)械性能但沒有任何防凍添加劑的 EGINA 交聯(lián)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠家族。
圖1 用于設(shè)計(jì)溶液和凝膠狀態(tài)的內(nèi)在聚合物防凍材料的 EGINA 交聯(lián)策略。
盡管親水性、電解質(zhì)、兩性離子和聚合物鏈的大分子在結(jié)構(gòu)和組成上存在很大差異，但所得水凝膠在不同環(huán)境（包括溶液狀態(tài)、凝膠狀態(tài)和水凝膠/固體界面）中均實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的防凍和機(jī)械性能。無(wú)論網(wǎng)絡(luò)組成如何，EGINA 交聯(lián)水凝膠的這種一般防凍性能可能源于其高度親水和緊密交聯(lián)的 DN 結(jié)構(gòu)，用于誘導(dǎo)強(qiáng)水網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，以防止水凝膠網(wǎng)絡(luò)中的自由水形成冰晶。EGINA 交聯(lián)的水凝膠還可以作為制造具有高透光率的智能窗和在零下溫度下具有優(yōu)異電化學(xué)穩(wěn)定性的超級(jí)電容器的關(guān)鍵組件。這項(xiàng)工作提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的藍(lán)圖防凍設(shè)計(jì)概念和一系列防凍水凝膠，以更好地理解防凍材料的復(fù)合-結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系以及濕軟材料中承壓水的基本原理。
圖2 EGINA 交聯(lián) DN 水凝膠的防凍性能。
圖3 通過(guò)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)探索和優(yōu)化 EGINA 交聯(lián)的防凍水凝膠。
圖4 防凍水凝膠在不同設(shè)備中的應(yīng)用。
相關(guān)論文以題為A General Crosslinker Strategy to Realize Intrinsic Frozen Resistance of Hydrogels發(fā)表在《Advanced Materials》上。通訊作者是阿克倫大學(xué)鄭潔教授。
參考文獻(xiàn)：
doi.org/10.1002/adma.202104006
版權(quán)與免責(zé)聲明：
（1） 凡本網(wǎng)注明"來(lái)源：顆粒在線"的所有作品，版權(quán)均屬于顆粒在線，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已獲本網(wǎng)授權(quán)的作品，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明"來(lái)源：顆粒在線"。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
（2）本網(wǎng)凡注明"來(lái)源：xxx（非顆粒在線）"的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，且不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)下載使用，必須保留本網(wǎng)注明的"稿件來(lái)源"，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
（3）如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
