一篇新论文胶体与界面科学杂志》上欧洲杯线上买球探索建立氢键在水凝胶和集群网络结构的影响在他们的结构和性能之间的关系。研究由科学家从新西兰和澳大利亚。
研究:氢键消散水凝胶:网络结构设计对组织性能的影响关系。图片来源:亚历山大Limbach / Shutterstock.com
我们如何提高水凝胶的机械性能?
水凝胶是一类新兴材料,发现关键应用在生物医学,可穿戴电子产品,和其他欧洲杯足球竞彩商业,工业和研究领域。这个家庭软、水化材料可以模拟自然组织和研究都集中在改善其机械欧洲杯足球竞彩性能相匹配的本地组织。
目前,有设计水凝胶的关键挑战的组合控制的机械性能,粘性,自修复行为模拟有机组织。为了实现这一结合,研究集中在与semi-interpretating或双网络水凝胶的发展。
最近一个策略探索聚合物网络的合成具有非共价相互作用。这种方法涉及使用长网络的合成聚合物或生物聚合物由氢键、离子相互作用、疏水相互作用。
将氢键
新论文的作者曾研究了掺入少量的鞣酸进入交联PAAm水凝胶网络调查氢键的力学性能的改进。本研究证实,少量的氢键可以提高水凝胶网络的韧性和刚度。
鞣酸多酚充当氢键捐赠者,证实了减少肿胀行为和高收益的观察拉伸测量。此外,作者观察到水凝胶的相变与温度有关的40个左右oc .韧性、弹性模量、抗压和抗拉强度的聚合单宁acid-incorporated凝胶明显高于合并unpolymerized鞣酸。
同时努力提高水凝胶的机械性能,氢bonding-driven属性增强背后的分子机制仍不清楚。一些分析技术已经被用来提供有价值的见解这研究的问题,如偏振光学显微镜、SEM、小角散射(SAMS)和小角x射线散射(粉煤灰)。
这篇论文
这篇论文旨在揭开分子水平上组织性能关系PAAm水凝胶结合单宁酸(聚合和unpolymerized)和氢键对其力学性能的影响。SANS、USANS一枝、流变测量和穆勒矩阵成像系统(机械测试)是用来提供对水凝胶的分析。
这些hydrogen-linked水凝胶的研究推测,温度变化引起结构和功能的变化。水凝胶的长度从1 - 20µm进行评估的研究。
调查,并公布力学性能随温度改变,粉煤灰和无测量上下了凝胶的转变温度。准备水凝胶流变分析进一步证实了与温度有关的力学性能变化的材料样品。此外,自我修复步骤应变实验用来评估准备的水凝胶的功能行为。
研究结果
与温度有关的结构性变化在两种类型的水凝胶由粉煤灰和无分析。USANS透露,在更高浓度的丹宁酸,微尺度聚合物水凝胶中形成。在两种类型的氢键骨料粒度降低水凝胶样品当温度增加。
PAAm水凝胶具有聚合性鞣酸显示浓度光学性质的变化。耗散在聚合凝胶发生,即使在温度升高,但这不是在unpolymerized凝胶。流变测量在不同的温度下证实了这种行为。
自修复行为观察聚合和unpolymerized单宁acid-incorporated水凝胶,复苏的时间与丹宁酸浓度成正比。结构变化的测量结果证实的出功效结合偏振光学显微镜/小角度散射技术分析方法。
功能属性变更经流变方法,证明他们是反映在水凝胶的力学性能的表征。
这项研究的观察和确认的独特水凝胶的机械和功能性质的变化是由于聚合鞣酸网络。鞣酸传授与多价氢键站点水凝胶以及潜在的氢和水凝胶的主要网络纠葛。
总之
总之,本文提供了一个全面的描述聚合和unpolymerized单宁acid-incorporated水凝胶,揭示氢键的影响在结构和功能属性。
先前的研究已经为此使用了小角散射的技巧,但当前纸上改善这些通过提供深入描述了纳米- micron-regime组织性能的关系将寡聚物的水凝胶。作者指出,这项研究将有助于设计合理的水凝胶增强机械和功能性质。
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参考
纳史木汗,B.N等。(2022)氢键消散水凝胶:网络结构设计对组织性能的影响关系胶体与界面科学杂志》上欧洲杯线上买球[网络]scien欧洲杯线上买球cedirect.com。可以在:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.10.029
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