古羅馬神Janus的頭部具有雙面結(jié)構(gòu),分別朝向過去和未來,與中國的陰陽概念類似,體現(xiàn)了事物的辯證統(tǒng)一。Janus顆粒能夠?qū)⒉煌M成和功能分區(qū)集成,是一種典型的分區(qū)納米復(fù)合材料。1992年,de Gennes在諾貝爾獎頒獎演講中,預(yù)測了Janus顆粒類似雙親性分子可在液/液界面自組裝并且具有明確方向指向,顆粒間縫隙能夠?yàn)槲镔|(zhì)傳輸提供通道。de Gennes的演說激起了Janus顆粒的研究熱潮。清華大學(xué)楊振忠教授/梁福鑫副教授團(tuán)隊(duì)長期從事Janus材料研究,實(shí)現(xiàn)了Janus材料的規(guī);a(chǎn)及在功能涂層、聚合物共混、含油污水處理、功能微膠囊包覆等領(lǐng)域應(yīng)用。
同時實(shí)現(xiàn)表面功能和與基底良好附著對功能涂層設(shè)計(jì)非常重要。Janus顆粒具有兩親特性,在表/界面處能夠自組織取向,不同分區(qū)分別發(fā)揮構(gòu)筑表面功能和與基底浸潤并結(jié)合的作用,充分發(fā)揮材料表面效能;谶@一特點(diǎn),Janus顆粒有望為設(shè)計(jì)功能涂層提供新的構(gòu)造單元。
日前,清華大學(xué)梁福鑫課題組利用雪人狀Janus顆粒的組成和功能分區(qū)特性,將溫度響應(yīng)性的PNIPAM聚合物和可以與基底鍵合的基團(tuán)分別集成到Janus顆粒的兩端,并將其涂覆在織物表面,制得了具有溫度響應(yīng)性的動態(tài)潤濕涂層。借助人體與環(huán)境之間的溫差自動在織物兩側(cè)構(gòu)造出一個親水-疏水的潤濕性梯度(人體側(cè)疏水,空氣側(cè)親水),并結(jié)合毛細(xì)管效應(yīng)實(shí)現(xiàn)自內(nèi)而外的智能定向輸水,達(dá)到高效透濕的目的。該織物在特定溫差環(huán)境形成親水-疏水Janus結(jié)構(gòu),自發(fā)產(chǎn)生動態(tài)潤濕梯度,有望用于開發(fā)具有運(yùn)動排汗、降溫等功能的智能熱管理服裝。相關(guān)工作以“Temperature-Triggered Dynamic Janus Fabrics for Smart Directional Water Transport”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202214183
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