自组装一个分层的二维分子织物
David P August1, Robert A W Dryfe1,2, Sarah J Haigh3
1Department of Chemistry, University of Manchester, Manchester, UK.
Nature
|December 17, 2020
概括
研究人员使用离子模板创建了一个新的2D编织聚合物材料. 这种类似于织品的新材料具有增强的刚性和选择性离子过特性.
科学领域:
- 材料科学
- 聚合物化学
- 纳米技术
背景情况:
- 传统的织品依赖于织成的柔性纤维.
- 之前的纳米织物缺乏传统织品的灵活性和强度.
- 直接从底部向上组装二维编织的聚合物链一直是一个长期的挑战.
研究的目的:
- 展示分子构建块的直接自下而上组装成二维编织的聚合物链.
- 创造一种具有织品特性的新型分子织物.
- 研究材料的机械和过特性.
主要方法:
- 使用阳离子和金属离子模板进行分子"瓦片"的测量.
- 使用预编织网的缓慢沉,然后进行聚合.
- 删除离子模板以获得完全有机的材料.
- 使用原子力显微镜和扫描电子显微镜进行表征.
主要成果:
- 成功合成了一层2D分子编织材料,由交替的形和芳香聚合物链组成.
- 这种材料形成了薄薄的薄板 (厚度为纳米),具有长距离的顺序和双断.
- 编织材料的硬度是构成线性聚合物的两倍,并且具有类似于织品的分层.
- 证明了选择性离子过,减缓较大的离子,同时允许较小的离子通过.
结论:
- 这项研究为从分子组件中制造二维织聚合物材料提供了突破性进展.
- 合成的材料具有独特的机械性能和在过膜中的潜在应用.
- 这项工作为设计具有织品特征的高级功能材料开辟了新的途径.
