最新动态 News
X
1

QQ设置

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

5

电话号码管理

6

二维码管理

返回顶部
展开
News 利用梯度聚多巴胺涂层实现一种通用制备光致多重形状记忆材料的方法

利用梯度聚多巴胺涂层实现一种通用制备光致多重形状记忆材料的方法

日期: 2018-10-18
浏览次数: 326

利用梯度聚多巴胺涂层实现一种通用制备光致多重形状记忆材料的方法


背景介绍:

形状记忆聚合物是一种能够在特定条件下变形并固定,并在外界刺激下回复到其初始(永久)形状的材料,能够记忆多个临时形状的材料称为多重形状记忆材料。多重形状记忆材料因为其独特的性能,在航天工程,生物医用,设计包装等领域有重大应用前景。但目前制备多重形状记忆方法一般仅为向一个基体中引入多个转变相(如:玻璃化转变,结晶等);或采用特殊的加工手段,通过逐步固化环氧基体,向基体中引入多种能够响应不同刺激的材料,从而利用不同的外界刺激(如:交变磁场、不同波长的光或电磁波等)实现多重形状记忆效应。然而设计这类的材料非常复杂,加工合成过程困难且材料基体受到限制,一定程度上制约了其应用和发展。近年来有一些文献通过涂层手段引入刺激响应单元,实现了光致形状记忆效应。同时,通过化学或者加工工艺调控也值得了具有一系列不同大小玻璃化转变温度的梯度材料,这种材料的不同区域能够响应不同的温度,从而也能达到多重形状记忆效应。

受到以前工作的启发,我们在传统的形状记忆材料表面引入厚度不同的梯度聚多巴胺涂层。聚多巴胺作为贻贝足丝高粘附性蛋白质的主要物质,具有大量儿茶酚和苯环,能够牢固地粘附在几乎现有所有材料的表面上。同时聚多巴胺涂层具有很强的光热效应,能够把808nm附近的近红外光转化为热能,从而激活形状记忆效应。梯度聚多巴胺涂层能够在材料表面形成一个温度梯度,通过控制这个温度梯度,实现多重形状记忆,如图1。

利用梯度聚多巴胺涂层实现一种通用制备光致多重形状记忆材料的方法

图1. 梯度聚多巴胺诱导光致多重形状记忆示意图

 

多巴胺的聚合简易、温和、无毒,在常温和pH = 8.5的弱碱性水溶液中即可发生。我们通过实验确定时间对聚多巴胺涂层的厚度能够有效控制,并选择涂覆不同时间来决定聚多巴胺涂层的厚度,如图2。结果表明涂覆时间在24h内得到的聚多巴胺涂层都相对均匀。

利用梯度聚多巴胺涂层实现一种通用制备光致多重形状记忆材料的方法

图2. 在2 mg/mL的多巴胺溶液中涂覆不同时间的聚多巴胺涂层表面形貌

 

利用特殊的装置和方法,我们制得了一批具有光致多重形状记忆效应的材料,如图3.通过控制近红外光的强度,来控制材料表面的温度梯度,从而控制材料逐步回复到初始形状,实现光致多重形状记忆。

利用梯度聚多巴胺涂层实现一种通用制备光致多重形状记忆材料的方法


图3. 光致多重形状记忆效应示意图

 

利用多巴胺涂层独特的性质,我们也能在材料表面引入各种形状和图案,从而引发各种折叠、类剪纸,类折纸结构,如图4

利用梯度聚多巴胺涂层实现一种通用制备光致多重形状记忆材料的方法

图4 各类聚多巴胺图案,以及其诱导的各类折叠模型

 

 

同时,一个能够用于包装工程的演示器件也被设计出来。它能够根据照射光强度的变化,逐步地打开包装,如图5

利用梯度聚多巴胺涂层实现一种通用制备光致多重形状记忆材料的方法

图5:光致诱导的“盒子”逐步打开过程。

 

在本工作中,利用聚多巴胺涂层简易绿色,且得到的涂层稳定高效。这种方式能够适用在大多数材料表面上,提供了一个通用简易的制备多重形状记忆聚合物的方式。同时,多巴胺浸渍涂覆能够实现各类花纹和图案,且具有良好的重复性,能够获取各种定制的形变和折叠结构,进一步拓宽了形状记忆聚合物的制备。

 

资料来源:魏源

原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b13134






上一篇:无下一篇:无
Hot News / 热点新闻
2020 - 05 - 20
点击次数: 141
通过同轴纺丝制备得到芳纶纳米纤维包裹石墨烯的纤维 Fabrication ofaramid nanofiber-wrapped graphene fibers by coaxial spinningXiang Zhang, Anping Wang, Xiaoyao Zhou, Feng Chen *,Qiang Fu * 柔性高导电纤维由于易于大量生产并且可以直接编织到服装中,...
2020 - 05 - 12
点击次数: 96
填料的取向结构是否总是对复合材料热管理性能有利呢,从实验结果到理论模拟的可视化研究来告诉你答案Is Filler Orientation Always Good forThermal Management Performance: A Visualized Study from Experimental Results toSimulative AnalysisKai Wu#*, Dingyao ...
2020 - 05 - 10
点击次数: 58
通过添加多功能炭黑显著提升立构复合型聚乳酸的熔融加工性能与电学性能Stereocomplex-type polylactide with remarkablyenhanced melt-processability and electrical performance via incorporating multifunctional carbon black Zhenwei Liu, ...
2020 - 05 - 09
点击次数: 44
镍/聚氨酯复合材料的导电网络在拉伸中的演变田可、邓华*傅强* 在前期工作中,我们通过采用一种基于热塑性聚氨酯(TPU)和镍(Ni)金属颗粒的简便、低成本的熔融共混和压制成型工艺,发现该复合材料体系的应变敏感行为与填料的含量有密切关系。当填料含量为25 vol%时,复合材料电阻率随拉伸应变指数增大(即负压导效应)。但是,当填料含量达到或超过27.5 vol%时,复合材料的电阻率表现出在小拉...
2020 - 05 - 09
点击次数: 37
应变敏感聚氨酯/镍复合材料在拉伸下导电网络的形成与破坏行为研究Shear inducedformation and destruction behavior of conductive networks in nickel/polyurethane composites during strain sensingKeTian, Qinjun Pan, Hua Deng*,Qiang Fu*...
2020 - 05 - 09
点击次数: 25
兼具压力、震动、弯曲和温度监测能力的超敏感薄膜压力传感器UltrasensitiveThin-Film Pressure Sensors with a Broad DynamicResponse Range and Excellent Versatility Toward Pressure,Vibration, Bending, and TemperatureKeTian, Guopeng Sui...
2020 - 05 - 08
点击次数: 36
内含氟离子POSS:一种用于制备高介电常数、低介电损耗聚合物纳米复合材料的新型填料Fluoride ion encapsulated polyhedraloligomeric silsesquioxane: A novel filler for polymer nanocomposites withenhanced dielectric constant and reduced dielectri...
2020 - 05 - 05
点击次数: 36
利用未经离心的六方氮化硼提升聚偏氟乙烯基复合材料的击穿强度Improvedbreakdown strength of Poly(vinylidene Fluoride)-based composites by using allball-milled hexagonal boron nitride sheets without centrifugationLingyu Wu , Nian Luo ...
2020 - 04 - 18
点击次数: 37
An Unusual Decrease in Dielectric Constant due to the Addition of Nickel Hydroxide into Silicone Rubber郭璇 邓华 傅强 本研究体系是在硅橡胶基体中加入氢氧化镍填料,起初是因为这种填料本身介电常数极高(k=2000-3000)且表面有丰富的羟基,想要利用填料与基体发生反应,获得高介电常数...
2019 - 10 - 17
点击次数: 236
GreenProduction of Regenerated Cellulose/Boron Nitride Nanosheets Textile for Staticand Dynamic Personal Cooling再生纤维素/氮化硼纳米片复合纤维的绿色制备及其在静态、动态人体热管理织物方面的应用吴凯,喻露萍,雷楚昕,黄杰新,刘丁尧,刘洋,谢杨苏*,陈枫*,傅强* 人体热管理技术...
2019 - 09 - 16
点击次数: 142
具有压缩敏感行为的PU导电泡沫的制备及应用Plasma modification of PUfoam for piezoresistive sensor with high sensitivity, mechanical properties andlong-term stabilityShuman Xu, Xiaoyu Li, Guopeng Sui, Rongni Du,Qin Zh...
2019 - 08 - 26
点击次数: 67
一步法构筑环境耐受性强的POSS基疏水棉织物并用于超快速油水分离Facile one-step preparation ofrobust hydrophobic cotton fabrics by covalent bonding polyhedral oligomericsilsesquioxane for ultrafast oil/water separationYangDeng, Di H...
地址:四川省成都市武侯区一环路南一段24号
电话:02885460953
Copyright ©2018 - 2020 四川大学高分子科学与工程学院
犀牛云提供企业云服务