• 哈佛大学锁志刚院士团队:循环拉伸30000次毫无压力!给凝胶材料加筋,高度抗疲劳凝胶材料问世

    可拉伸材料(如弹性体、水凝胶、有机凝胶和离子凝胶)在组织修复、药物输送、机器人、离子电子、生物电子、合成生物学,以及可穿戴设备中都有广泛应用。当这些材料承受负荷时,必须能抵抗裂纹的增长以防止材料失效,这种性能可以用单调载荷下的韧性Γ和循环载荷下的阈值Γth来衡量。下图为材料的韧性-阈值表,图中的对角线表示韧性和阈值相同的材料,例如陶瓷,它们很脆但耐疲劳。大多数材料,如塑料、金属、弹性体、水凝胶,多少都有些韧性,因此都位于对角线下面,这些材料韧性好但易疲劳。因此这些韧性材料的阈值通常比韧性低一到两…

    行业动态 2020年5月12日
  • 木质素水凝胶驱动器,可快速pH响应

    快速pH响应性水凝胶在驱动、传感和分离等多领域中具有很高的实用价值。传统pH响应性水凝胶通常是具有较差的物理强度和韧性,而通过化学交联法制备的水凝胶在pH响应速率和可逆性方面表现不佳。近年来,研究人员将互穿网络、拓扑结构或多功能纳米材料等引入pH水凝胶结构,制备了多种具有良好pH响应性及力学性能的水凝胶。但大多需要昂贵的原料或繁琐的制备过程。至今,制备低成本、高性能的pH响应性水凝胶仍是一大挑战。实际上,木质素作为自然界中最丰富的可再生芳香聚合物,不仅成本低廉而且在酸碱环境中会发生质子化和离子化…

    行业动态 2020年5月11日
  • 见光会膨胀的水凝胶!

    自然界中,光会被光驱动系统转换成其他能力,如光合作用。科学家们受到自然光驱动系统的启发,开发了许多可用于催化、功能、感应、粘附、生物工程、药物递送以及软机器人的光敏材料。与其他刺激相比,光更具有优越性,包括即时打开或关闭信号,改变波长,无需与物质直接接触等。光敏性水凝胶作为生物材料备受关注。研究人员已将各种光活性成分(例如光可裂解基团,光热剂和分子光开关)掺入到水凝胶基质中,以调节其物理、化学和生物学特性。光开关分子,例如偶氮苯,二芳烃,苯乙烯,螺吡喃及其衍生物在光处理后可以选择性地和可逆地重新…

    行业动态 2020年5月9日
  • “玩物不丧志”——这款黑色橡皮泥“玩出”光热转换新用途

    类橡皮泥材料由于其可调的机械性能、独特的粘弹性行为和可重复塑形的特性,在仿生机器人、能源存储与转换和智能传感设备等新兴领域有着潜在应用。在类橡皮泥材料的功能化过程中往往会添加额外的纳米填料,比如金属纳米线、碳纳米材料或者导电聚合物等。但是这些额外添加的纳米填料在类橡皮泥材料中会发生非均相聚集和相分离现象,从而损害了材料的宏观力学性能和稳定性。 为了解决这一问题,哈尔滨工程大学海洋先进材料研究所的团队通过对水凝胶进行结构设计,结合原位氧化聚合并利用动态配位键和氢键制备了一种具有较好的自修复特性、导…

    行业动态 2020年5月5日
  • 蛋白质水凝胶的形状编程和形变方法新突破!

    动态生物材料是一类能够进行构象变化的可以模拟人造组织结构形态学转变的材料,其能被利用制作成能够对环境做出反应并发生变化的模拟软体机器人。当前最常见的形状可变形材料是基于高分子聚合物材料交联的,并且需要在硬和软的硬度之间切换。这些材料通常依赖于两个或多个网络骨架,共享相同的三维(3D)空间,或对小离子具有化学反应。但是这一类材料的初始形状恢复是需要从硬相到软相的转换,并且这种转化需要通过损害次级网络的完整性、通过改变温度、酸碱度或溶剂类型或光调控催化聚合物网络二次交联来实现。 基于蛋白质的水凝胶在…

    行业动态 2020年5月5日
  • 中科大俞书宏院士团队:又轻、又强、又韧、又尺寸稳定的纤维素基结构材料

    结构材料在人们的日常生活中扮演者不可或缺的作用,然而常见的金属、陶瓷和聚合物基结构材料都有明显的优势和缺点。为了制备各方面性能都很优异的结构材料,研究人员通常采取的方法是将这三种基本材料进行复合来制备复合结构材料。不过,很多的研究结果显示复合材料的每一项性能(如强度、密度、韧性和热尺寸稳定性)很难超越其组成材料中的最高指标,所以多组分复合只能算是一种折中的方法。因此,开发一种各种性能均很优异的廉价本体结构材料仍是行业内面临的一大难题。 近日,中国科学技术大学俞书宏院士团队开发了一种以细菌纤维素凝…

    行业动态 2020年5月5日
  • 用于高性能气体检测的三维功能化石墨烯水凝胶,兼具三维和绿色合成!

    二氧化氮(NO2)等气体污染已成为现今环境与健康领域亟待解决的问题,开发可准确、快速、高灵敏检测低浓度气体的气体传感器具有重要意义。还原氧化石墨烯(RGO)在制备高性能、低成本气体传感器方面具有潜力,但有三个问题限制了它的实际应用:1)石墨烯气体传感器对多种气体均有响应,选择性不佳;2)石墨烯片层容易产生堆叠、团聚,导致气体分子在石墨烯表面的吸附位点减少;3)将GO还原为RGO时,常用的还原剂(如氢醌、肼等)具有一定的毒性,带来环境污染和操作安全性的问题。 基于此,中山大学吴进副教授团队利用简便…

    行业动态 2020年4月29日
  • 东南大学孙正明教授团队在MXene储能领域取得系列进展

    MXene是一类过渡族金属碳化物或氮化物的层状材料,层片间主要以范德华力连接,具有一系列优异的物理化学性能,例如,MXene具有亲水性良好、层间距可调和表面官能团多样等特征。结构方面,MXene由碳层和过渡金属层交替组成,赋予MXene良好的导电性和赝电容特性;成分方面,相比单元素二维材料,MXene含有M与X双元素多元素(MXene固溶体),且M-X之间多种类型的价键成分赋予MXene更加丰富的调控空间。合理利用MXene的结构与成分特征,可制备性能优异的电极材料。因此,自问世至今,MXene…

    行业动态 2020年4月28日
  • 基于天然高分子导电水凝胶的无线可穿戴柔性传感器

    近年来,可穿戴柔性电子设备快速发展,在运动监测、医疗康复和软体机器人等领域具有潜在的应用前景。可拉伸导电水凝胶以其优异的柔韧性和灵敏的检测性被认为是理想的柔性传感器选择之一。然而,目前报道的导电水凝胶传感器存在着应变检测区间有限、灵敏度低、力学性能不足的问题,这些问题的存在严重影响了导电水凝胶传感器的进一步发展。此外,传统可穿戴柔性传感器的检测受限于检测设备的束缚,无线传感网络技术有望与可穿戴柔性传感器结合进一步促进可穿戴电子设备的发展。 近期,华东师范大学徐敏教授和潘丽坤教授团队与日本物质材料…

    行业动态 2020年4月27日
  • “刚柔并济、稳中求变”,双动态交联点助力多功能水凝胶电解质合成

    柔性超级电容器通常具有较高功率密度、快速充放电能力以及较长的循环使用寿命,在可穿戴器件、植入型设备的供能方面获得了广泛的关注。水凝胶电解质以其独特的柔性、良好的加工性能以及环境友好性,成为了构建可承受变形以及耐物理破坏的柔性超级电容器的重要材料。然而,将小分子或无机电解质直接引入到聚合物网络中形成的水凝胶电解质,其机械强度、可加工性、自愈合能力、离子传导率以及电化学稳定性等均大打折扣。立足高分子组成、结构和超分子驱动力设计,在水凝胶聚合物网络中协同引入动态共价键和较强分子间相互作用,同时嵌入可与…

    行业动态 2020年4月27日
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