纳米多孔双甲基聚合物网络具有自发的微相分离,可实现透明的多功能水凝.

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:

• 多功能水凝非常受欢迎,但在制备复杂性和原材料成本方面面临挑战.
• 现有的方法往往缺乏对交叉连接密度和材料性能的精确控制.

研究的目的:

• 开发一种通用,成本效益和简化的方法来合成多功能水凝.
• 研究具有可调节孔隙性和增强功能的新型水凝的结构性质关系.
• 展示这些水凝作为软执行器和传感器的潜在应用.

主要方法:

• 在双甲二甲基乙烯 (BADGE) 和聚乙烯糖醇二甲基乙烯 (PEGDGE) 与3-氨基-1-醇之间采用了无催化剂的氨基环氧"点击"化学反应.
• 加入性1,3-苏 (1,3-PS) 来增加含水量,然后与六甲二酸盐 (HDI) 进行单交联.
• 使用两步交叉连接策略来精确控制交叉连接密度和准备.

主要成果:

• 在现场实现微相分离的多孔水凝 (PBA₅₀PEG₅₀PU-PS) 具有纳米孔 (~100 nm),高透明度 (87.9%) 和优越的机械性能.
• 由于溶剂诱导的自我组装,经过水吸收/损失循环后,已证明可调节的透明度 (89.7%) 和孔径缩小 (~50 nm).
• 开发了一个使用双层水凝 (WPBA₉₀PEG₁₀PU-PS和WPBA₅₀PEG₅₀PU-PS) 的"Janus"软执行器,用于水下抓取和适应湿度的开关.
• 将甘油 (Gly) 和离子 (Na+) 纳入WPBA₅₀PEG₅₀PU-PS/Gly₆₇以提高环境稳定性,抗,抗拉强度和导电性.
• 通过1,3-PS引入四级盐和硫贝,使最终的多元组件水凝具有抗菌和传感能力 (WPBA₅₀PEG₅₀PU-PS/Gly₆₇/Na₁₀).

结论:

• 已经建立了一种多功能和高效的方法来制备具有可调节性质的透明,多功能水凝.
• 开发的水凝显示出软机器人,执行器和先进传感技术应用的巨大潜力.
• 添加特定的添加剂和化学成分可以提高稳定性,导电性和生物功能.