近红外光触发了聚多巴胺纳米颗粒充满环氧烯酸盐的形状记忆行为
Qi Wang1,2, Xuefeng Yan2, Ping Liu1
1State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, College of Materials Science and Engineering, Institute of Functional Materials, Research Base of Textile Materials for Flexible Electronics and Biomedical Applications (China Textile Engineering Society), Shanghai Engineering Research Center of Nano-Biomaterials and Regenerative Medicine, Donghua University, Shanghai 201620, China.
Polymers
|August 26, 2023
概括
研究人员开发了一种新的近红外光触发形状记忆聚合物,使用聚多巴胺 (聚多巴胺) 纳米粒子和环氧烯酸盐 (EA). 这种材料在暴露在光线下时能够快速恢复形状,对先进的应用具有前景.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 形状记忆聚合物 (SMP) 是响应刺激的材料,在受到外部触发时能够恢复原始形状.
- 近红外 (NIR) 光在触发SMP方面具有优势,因为它可以深入组织,对生物组织的损害最小.
- 开发高效和环保的光活性SMP仍然是材料科学中的一个关键挑战.
研究的目的:
- 开发一种新的NIR光触发形状记忆聚合物复合材料.
- 为了研究聚多巴胺 (PDA) 纳米颗粒对环氧烯酸 (EA) 聚合物的特性的影响.
- 为了评估开发的PDA/EA复合物的性能,用于形状恢复应用.
主要方法:
- 聚多巴胺 (PDA) 纳米粒子的合成.
- 通过将PDA纳米颗粒与环氧烯酸聚合物结合,制造PDA/EA复合物.
- 使用动态热力学分析 (DMA) 和热重力学分析 (TGA) 进行表征.
- 使用808nm NIR光进行光触发形状恢复的评估.
主要成果:
- 成功开发了一种新的PDA/EA复合形状记忆聚合物.
- 该PDA/EA复合体表现出极好的NIR光触发形状恢复,在808nm光的1W/cm2下,临时形状在60秒内完全恢复.
- 即使在较低的PDA度 (0.1重量%),也观察到显著的光热转换效率.
- 动态热力学分析和热重力学分析表明,与整洁的EA聚合物相比,动态机械性能和耐热性有所改善.
结论:
- 开发的PDA/EA复合物是一种高效且环保的光活性形状记忆聚合物.
- 加入PDA纳米粒子增强了光热反应能力,并改善了环氧烯酸聚合物的机械和热性能.
- 在需要光触发形状记忆效应的应用中,PDA/EA复合材料具有显著的潜力.
