液体界面上的瓶刷聚合物:组装动力学,机械性能和全液体打印结构.
Hong-Gyu Seong1, Zachary Fink1,2, Zhan Chen1
1Polymer Science and Engineering Department, Conte Center for Polymer Research, University of Massachusetts, Amherst, Massachusetts 01003, United States.
ACS nano
|July 25, 2023
概括
瓶刷聚合物表面活性剂 (BPS) 在流体接口上自组装. 它们的分子架构,特别是脊柱与侧链长度的比率,决定了界面张力,包装效率和印刷液体结构的稳定性.
科学领域:
- 聚合物科学 聚合物科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 瓶刷聚合物 (BPs) 具有聚烯酸侧链和氨基功能化接体,形成瓶刷聚合物表面活性剂 (BPS).
- 在流体-流体接口上,BPS组装并强烈结合,受脊柱 (N_BB) 与侧链 (N_SC) 聚合度的比率的影响.
- 大分子架构显著影响接口特性和新兴结构的稳定性.
研究的目的:
- 调查瓶聚合物架构和界面行为之间的关系.
- 阐明分子结构如何影响组装动力学,界面张力和机械性能.
- 探索BPS在创建稳定,全液体打印结构中的实用性.
主要方法:
- 合成具有不同骨干和侧链长度的瓶刷聚合物.
- 使用界面张力测量和光漂白后光恢复进行界面特性表征.
- 通过欧勒屈曲实验分析机械性能,以确定应力松和曲模量.
主要成果:
- 界面张力和表面表面覆盖 (ASC) 强烈依赖于N_BB/N_SC比率,与BP形状 (球形到形) 的变化相关.
- 具有更高N_BB的BPS表现出更快的初始组装动力学.
- 曲模量和应力放松行为与宏分子形状和界面包装效率直接相关,影响印刷结构的稳定性.
结论:
- 在BPS的纳米结构和它们的宏观界面特性之间存在着根本的关系.
- 分子架构是控制界面行为和稳定流体材料的关键设计参数.
- 优化的BPS架构可以创建稳定,全液体打印结构.
