本報訊(記者王敏)安徽理工大學材料科學與工程學院講師張曉勇團隊通過構建“網狀支架”,制備了一種網格密度原位可調的聚合物網絡結構,并證明這種材料可有效限制聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝膠相變過程中的體積變化。相關成果近日發表于《材料視野》。
近年來,基于PNIPAM柔性電子器件的連續溫度監測得到了快速發展,克服了傳統剛性材料的缺點。然而,相變引起的體積變化和黏附性差仍然是限制其應用的主要原因。 該研究中,張曉勇等提出了一種壓敏膠-“網狀支架”基(PSAs-MPT)水凝膠策略,以抑制PNIPAM水凝膠相變引起的體積變化,進一步實現原位可調的機械性能和優異的黏合性能。“網狀支架”的可逆網格密度可調節水凝膠分子鏈的聚集狀態,從而將楊氏模量從6.7千帕調整為45.3千帕。由于具有恒定的體積溫度響應性,PSAs-MPT水凝膠在不同的溫度場景下都能進行穩定的溫度監測。此外,PSAs-MPT水凝膠可作為可穿戴的生物運動傳感器,高靈敏度監測身體運動。它還可以組裝成一個電子設備,通過摩斯電碼傳輸信息和識別手語。 審稿人認為,作者提出并實施了“網狀支架”策略,成功合成了一種具有機械性能和網格密度可調的水凝膠材料,實現了原位可調的機械性能和卓越的黏合性能。該工作不僅在材料設計和合成方面有所突破,而且通過對PNIPAM水凝膠相變過程的研究,證明了這種材料在限制相變過程中體積變化方面的優越性。這一創新性的構建方法為功能水凝膠的性能調控提供了新的思路和可能性。 相關論文信息:https://doi.org/10.1039/D3MH01638B 《中國科學報》 (2023-11-27 第3版 綜合)
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