“魔术”溶剂处理以增强薄膜

在朝着商业上可行的绿色氢业迈出的重要一步中,研究人员创造了一种更便宜,更节能的方法,可以直接从盐水中产生氢。

该显微照片图像显示了博士生彭格陈(Pengyu Chen)在康奈尔工程史密斯化学与生物分子工程学院的助理教授的实验室中,由博士生Pengyu Chen制造的化学蒸气沉积涂层。图片来源:康奈尔大学

反应性蒸气用于一种新的全干聚合方法,以产生具有改善的机械强度,动力学和形态的薄膜。合成方法可能导致用于微电子,高级电池和治疗药的优质聚合物涂层,而对环境的危害较小,而不是常规的高温或基于溶液的制造。

这种启动化学蒸气沉积聚合的可扩展技术使我们能够制造新材料,而无需重新设计或改造整个化学。欧洲杯足球竞彩我们只是只添加一个“活跃”的溶剂。有点像一个乐高。您合作与新的连接件。现在您可以做很多事情,以前可以做很多事情。

Rong Yang,康奈尔大学工程学院史密斯化学与生物分子工程学院的研究联合学作者兼助理教授

杨与Shefford Baker,材料科学与工程副教授以及Sibley机械和航空航天工程学院的助理教授Jingjie Yeo一起研究。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

该团队的研究发表在自然综合2月9日Th,2023年。博士候选人Pengyu Chen是主要作者。Yang和Yeo是共同的作者。

制造具有零缺陷的无机纳米层材料是制造计算机微芯片和半导欧洲杯足球竞彩体的共同目标,化学蒸气沉积(CVD)是一种用于实现此目标的常见方法。

有机聚合物的性能很差,因为该方法要求将材料加热至数千度的温度。欧洲杯足球竞彩为聚合物生产开发了CVD聚合方法的低温等效物,例如启动CVD(ICVD)。

但是,杨补充说,这也受到限制,因为多年来,人们已经成长为您可以通过这种方法制造的化学界限。透明

杨的实验室调查了细菌如何在聚合物涂层中定居,从船体上使用的油漆到生物医学设备的涂层以及蒸气沉积的聚合物如何与细菌病原体相互作用。2020欧洲杯下注官网

她和Chen着手通过调整常规溶液合成思想来创建一种新方法来使CVD聚合物多样化:使用“魔术”溶剂或惰性蒸气分子,该分子未掺入成品,而是与A互动在室温下创建新型材料特性的前体。

杨进一步补充说:“这是一种古老的化学反应,但具有新功能。透明

该特定实例涉及溶剂和常见CVD单体之间的氢键。

这是一种新颖的机制,尽管这个概念简单而优雅。在这一有趣的策略的基础上,我们正在开发一门强大而可推广的溶剂化工程科学。欧洲杯线上买球

研究首席作者兼博士学位彭尤·陈(Pengyu Chen)史密斯史密斯化学与生物分子工程学院,康奈尔大学工程学院

Yang和Chen然后去了Yeo,他们的实验室一直在模拟溶剂和单体相互作用的基础分子动力学,并探索调整这些系统的化学平衡或化学计量的方法。

我们区分了不同溶剂在分子尺度上的作用,我们清楚地观察到哪些溶剂分子更倾向于与单体结合。因此,我们最终可以筛选哪些乐高玩具将能够彼此最适合。

Jingjie Yeo,康奈尔大学工程学院Sibley机械与航空工程学院的研究联合培训和助理教授

最终的薄膜被带到了贝克实验室,在那里使用纳米构造测试对其进行了检查,并发现溶剂化过程加强了材料。聚合物涂料的形状发生了变化,溶剂加速了其生长速度。

现在,该技术可以与其他甲基丙烯酸酯和乙烯基单体一起使用,以供聚合物涂层,例如微电子中的介电材料,船体船体中的抗污染涂层以及允许在废水处理中纯化的分离膜。欧洲杯足球竞彩

该方法可以使研究人员能够改变药品的渗透性以释放药物。

杨进一步说:“这为材料设计增加了一个新的维度。欧洲杯足球竞彩您可以想象各种可以用单体形成氢键的溶剂,并以不同的方式操纵反应动力学。或者,如果正确设计分子相互作用,则可以将溶剂分子永久掺入材料中。随着这种增加的自由度,还有很多值得探索的地方。透明

Zach Rouse,硕士’19,Zheyuan Zhang,M.Eng ’21和Baker是该研究的合着者。

美国海军海军研究办公室,国家科学基金会和弗莱明奖学金为研究提供了资金。欧洲杯线上买球

研究人员使用了由NSF MRSEC计划资助的康欧洲杯足球竞彩奈尔材料研究中心。

期刊参考:

Chen,P。,等。(2023)启动化学蒸气沉积中的工程溶剂化,以控制聚合动力学和材料特性。自然综合doi:10.1038/s44160-023-00242-5

来源:http://cornell.edu/

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