使用透式微型执行器测量了依赖于变形的聚二甲基氧透度

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 软物质物理学 软物质物理学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 软固体中的大变形改变了分子结构和装置几何,影响了诸如质量运输等特性.
• 机械变形和流量之间的相互作用对于理解软材料中的运输现象至关重要.

研究的目的:

• 开发和演示一个平台,同时表征机械-永久选择性.
• 为了研究在机械应力下通过聚甲基 (PDMS) 进行水的运输.

主要方法:

• 使用微米大小的圆柱形PDMS腔,填充NaCl溶液,被PDMS薄膜膜封装.
• 通过将室置于高水位环境中,施加了透压,诱导了水流和膜膨胀.
• 开发了膜流量和非线性弹性的综合模型,以分析时间依赖的反应.

主要成果:

• 需要依赖变形的透性模型来准确地捕捉观察到的依赖时间的响应.
• 通过PDMS的水透率下降了近一个数量级 (从2×10^-12下降到5×10^-13m^2s^-1).
• 这种透率的下降主要归因于膜厚度的显著减少以及双轴拉伸的增加 (从1到2.75).

结论:

• 这项研究强调了机械变形对软固体质量传输性能的重大影响.
• 开发的平台有效地表现了机械-永久选择性,表明PDMS的水透性强烈依赖于机械应变.
• 这些发现对于设计基于软材料的设备至关重要,因为机械变形会影响运输现象.