纤维素纳米晶体的溶剂依赖动力学在与过程相关的流场中
Ruifu Wang1, HongRui He1, Jiajun Tian1
1Department of Chemistry, Stony Brook University, Stony Brook, New York 11794-3400, United States.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|June 11, 2024
概括
控制溶剂粘度和粒子相互作用是为先进材料调整纤维素纳米晶体 (CNC) 的关键. 更高粘度的流体使得在较低的力下实现对齐,但较弱的相互作用可以降低这些纳米材料中的秩序.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 流体动力学 流体动力学
背景情况:
- 低向上组装的异性质纳米粒子提供了可调节的材料特性.
- 了解流动动力学对于优化纳米粒子对齐过程至关重要.
研究的目的:
- 研究不同溶剂中的纤维素纳米晶体 (CNC) 的流动辅助对齐.
- 量化溶剂粘度,粒子相互作用和纳米粒子方向之间的关系.
主要方法:
- 使用 *in situ* 扫描小角度X射线散射 (SAXS) 和现实光学流止实验.
- 采用流量聚焦通道来建模剪切和延伸流量场.
- 研究了分散在水和甘醇 (PG) 中的表面电荷CNC.
主要成果:
- 在PG中的CNC表现出较慢的布朗动力学,并且由于粘度较高,在较低的变形速率上对齐.
- 由于较弱的静电相互作用,PG中的CNC形成了与水相比较少的顺序的触体.
- 在水中的CNC在中等流量下保持了中等尺度结构,但在更高的速度下碎片化,减少了对齐.
结论:
- 溶剂粘度和静电相互作用显著影响CNC对齐动态和结构.
- 这些发现提供了对流动下异型体系统的行为基本的见解.
- 优化对齐需要平衡流动力,布朗运动和粒子间相互作用.
更多相关视频
11:26Towards Biomimicking Wood: Fabricated Free-standing Films of Nanocellulose, Lignin, and a Synthetic Polycation
Published on: June 17, 2014
16.5K
07:25Green and Low-cost Production of Thermally Stable and Carboxylated Cellulose Nanocrystals and Nanofibrils Using Highly Recyclable Dicarboxylic Acids
Published on: January 9, 2017
11.9K
