形狀轉(zhuǎn)變材料可以用作驅(qū)動(dòng)器,人造肌肉,傳感器等受到人們廣泛關(guān)注。其中,雙層膜材料是大家最為關(guān)注的一種材料構(gòu)筑方式。其形狀轉(zhuǎn)變來(lái)源于兩側(cè)材料對(duì)外界刺激產(chǎn)生不同體積變化所造成的內(nèi)應(yīng)力。因此,想要達(dá)到大幅度的形狀轉(zhuǎn)變就需要兩側(cè)材料具有大的物理化學(xué)性質(zhì)差異,但這又將造成材料界面結(jié)合強(qiáng)度弱,容易造成剝離。因此,如何解決此矛盾,實(shí)現(xiàn)性質(zhì)差異大的材料的高強(qiáng)度結(jié)合一直困擾著大家。
近日,中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所王樹濤研究員課題組,提出新的界面聚合方法,實(shí)現(xiàn)了水凝膠和油凝膠的共價(jià)連接,為這一矛盾提供了解決方案。與傳統(tǒng)的界面縮合聚合不同,文中報(bào)道的界面聚合是利用在油相單體和水相單體的界面處的擴(kuò)散層,當(dāng)聚合反應(yīng)開始時(shí),界面處發(fā)生油相單體和水相單體的共聚,形成過(guò)渡層,共價(jià)連接油凝膠和水凝膠,制備出水凝膠/油凝膠Janus膜。利用膜兩側(cè)水凝膠和油凝膠的性質(zhì)差異,實(shí)現(xiàn)了膜的彎曲方向和彎曲程度的可控調(diào)節(jié),并以此制備出簡(jiǎn)易的液體泄漏報(bào)警裝置。這種新的界面聚合方法適用于多數(shù)不互溶乙烯基單體分子體系,為新型功能聚合物的設(shè)計(jì)和制備提供了新思路。
這一成果A monolithic hydro/organo macro copolymer actuator synthesized via interfacial copolymerization發(fā)表在NPG Asia Materials上,文章第一作者是中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所博士研究生張飛龍(http://www.feilongzhang.icoc.me/),通訊作者是中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所仿生智能材料與界面科學(xué)實(shí)驗(yàn)室王樹濤研究員。
文章鏈接:http://www.nature.com/am/journal/v9/n5/full/am201761a.html
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