搜索热:无损检测 标准
扫一扫 加微信
欢乐城彩票登陆 > 新闻资讯 > 行业动态 > 消息正文
吉林大学李洋副教授团队:可室温修复化学和机械损伤的超疏水材料
发布:blast_k   时间:2019/10/17 14:37:49   阅读:210 

超疏水材料由于在自清洁,防污,防腐蚀,油水分离等方面的潜在应用而备受关注。然而,超疏水材料的实际使用寿命和可靠性是有限的:一方面是由于超疏水材料表面的低表面能物质易受阳光,臭氧等氧化物腐蚀;另一方面是超疏水材料表面的微纳复合结构易受摩擦,切割等机械力的破坏。为了提高超疏水材料的稳定性,科学家们成功的将自修复性能引入到超疏水材料中,制备出自修复超疏水材料。然而,现有的超疏水材料要么仅能修复单一的损伤类型,要么需要高温条件才能同时修复机械损伤和化学损伤。现阶段,能同时修复多种损伤的自修复超疏水材料的制备依然是一个挑战。

针对以上问题,吉林大学李洋副教授团队以氨基封端聚二甲基硅氧烷(NH2-PDMS-NH2)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料合成了可室温自修复的疏水超分子聚合物PDMS-PUa(图1a)。随后将PDMS-PUa,多壁碳纳米管,氯化钠在四氢呋喃中混合,固化成型并除去盐模板,制备出多孔的自修复超疏水材料MCNTs/PDMS-PUa(图1b)。研究结果表明,MCNTs/PDMS-PUa具有良好的超疏水性能,化学稳定性和热稳定性。MCNTs/PDMS-PUa的静态接触角和滚动角分别为153.2°和5.6°,即使在1%的CH3COOH和Na2CO3溶液中浸泡12 h依然保持良好的超疏水性能;此外,在60 ℃条件下放置72 h,MCNTs/PDMS-PUa的多孔结构没有任何塌陷,接触角和滚动角也没有发生变化,保持初始的超疏水性能。


图1. (a) PDMS-PUa的合成路线。(b) MCNTs/PDMS-PUa的制备过程示意图。

由于PDMS-PUa在室温下既具有良好的分子运动能力,因此,当其受到化学腐蚀而导致其超疏水性能丧失后,MCNTs/PDMS-PUa内部的PDMS-PUa分子在自由能的驱动下扩散到受损的表面,恢复材料原始的表面物质组成及超疏水性能(图2a)。如图2b所示,当受到等离子刻蚀的MCNTs/PDMS-PUa在室温条件下储存放置48小时之后,MCNTs/PDMS-PUa表面的水的静态接触角从0°恢复到150.9°,滚动角也恢复到6.8°,证明MCNTs/PDMS-PUa在室温下修复化学损伤的能力。更重要的是,由于PDMS-PUa聚合物分子间氢键的动态可逆性,当两个损伤的断面相互接触时,断面PDMS-PUa聚合物分子之间再次形成氢键从而修复受损的MCNTs/PDMS-PUa (图2c)。如图2d所示,当把切为两半MCNTs/PDMS-PUa重新接触在一起并在室温下储存放置72 h,MCNTs/PDMS-PUa重新连接在一起并且可以承受自身的重量。切痕修复区域的接触角和滚动角分别恢复到153.1°和5.9°。


图2. (a) MCNTs/PDMS-PUa修复化学损伤的示意图。(b) MCNTs/PDMS-PUa室温修复化学损伤前后的接触角。 (c) MCNTs/PDMS-PUa修复机械损伤的示意图。(d) MCNTs/PDMS-PUa室温修复机械损伤前后的照片。

由于其稳定的多孔结构和超疏水性能,MCNTs/PDMS-PUa可以用于清除水表面漂浮的油污。此外,得益于MCNTs/PDMS-PUa的自修复能力,MCNTs/PDMS-PUa可以在受到化学腐蚀和穿刺后依然保持高效的油水分离能力。

以上相关成果以“Superhydrophobic Foams with Chemical- and Mechanical-Damage-Healing Abilities Enabled by Self-Healing Polymers”为题发表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。论文的通讯作者为李洋副教授。

来源:高分子科技

相关信息
   标题 相关频次
 “刺鲀”型超疏水材料?
 1
 “硅”助力超疏水 一文带你了解超疏水材料的技术
 1
 Nature Chemistry: 斯坦福大学研究团队合成出具有自修复功能的高弹体材料
 1
 Nature子刊:清华大学成功研制自修复绝缘材料!
 1
 Warning!!能自修复的人造肌肉来袭
 1
 比肥皂泡还薄 中美科学家研发出可自修复的高分子二维薄
 1
 创新 | 牢不可破的自修复超疏水涂层
 1
 复合纳米润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能
 1
 改变世界的五种合成材料
 1
 杭州师范大学尹守春教授: 具有聚集诱导发光效应的超分子聚合物
 1
 合工大宣布研发出高性能水凝胶材料,组织自修复只要1分钟
 1
 华东理工大学的田禾院士、曲大辉教授团队:光调控超分子聚合物:不只是可逆组装
 1
 华东理工大学曲大辉教授团队在超分子聚合物及其智能材料领域研究工作取得突破性进展
 1
 吉林大学孙俊奇教授课题组:聚电解质复合物纳米粒子增强增韧的高强度自修复与可循环利用水凝胶
 1
 加拿大阿尔伯塔大学曾宏波教授课题组在自修复导电水凝胶应变传感器方面取得进展
 1
 酷炫动图,带你感受如科幻电影般神奇的材料!
 1
 理化所揭示鸟类羽毛抗撕裂能力和超耐久性能的秘密
 1
 灵感源于河豚尖刺:日本科学家打造新型超疏水材料
 1
 曼尼托巴大学开发出一种可3D打印的导电自修复水凝胶
 1
 美国西北大学黄嘉兴教授:有助于抑制局部腐蚀的自修复的胶囊增稠油膜涂料
 1
 纳米TiO2的磨损自修复特性
 1
 南京大学李承辉副教授、左景林教授与美国斯坦福大学鲍哲南教授合作在高强度自修复材料的研究中取得新进展
 1
 南京大学李承辉副教授和左景林教授《Adv. Mater.》综述:基于配位键的自修复高分子材料
 1
 南京理工大学傅佳骏、姜炜团队《AFM》文章:利用动态硬相设计策略制备了透明、超韧、机械强度高的室温自修复弹性体材料
 1
 清华电机系何金良、李琦提出在固态绝缘材料中实现电损伤自修复的方法
 1
 热镀锌层无铬复合钝化处理研究的进展
 1
 上海应物所在超疏水材料界面成像研究中取得进展
 1
 四川大学《Adv. Mater.》:共价-非共价交织结构实现湿度响应驱动器3D几何形状室温加工与自修复
 1
 四川大学夏和生教授:含双重动态键的可重加工及室温自修复聚氨酯弹性体
 1
 天津大学研制成功新型超分子聚合物水凝胶薄膜
 1
 西安交大张彦峰研究员和西北工大顾军渭教授合作开发一种新型廉价可回收利用自修复形状记忆高分子材料
 1
 新材料可通过手机检测有毒气体
 1
 新材料有望研制智能化人工肌肉:弹性强可自修复
 1
 新型涂层材料 可短时间修复表面伤痕
 1
 氧化锌负载罗丹明B酰肼掺杂环氧复合涂层的制备及其耐蚀性
 1
 一种含钨酸钠/滑石粉缓蚀剂储存器的新型复合防腐蚀涂层
 1
 一种新型高拉伸性自修复材料——铂配合物自组装高分子
 1
 中国工程物理研究院《JMCA》:一种表里如一的柔性超疏水复合材料
 1
 中国科大陈昶乐教授课题组在功能化聚烯烃领域取得重要进展
 1
 中科院长春应化所陈学思研究员和肖春生副研究员团队:基于亚胺硼酸盐和硼酸酯键的可注射自修复水凝胶及其多重响应性能研究
 1
 中物院化工材料研究所陈茂博士课题组在自修复可再加工的热固性聚合物上取得新进展
 1
 自我修复混凝土使用真菌来修补裂缝
 1
 自修复沥青路面或将为电动车充电
 1
一周新闻 Top 10
新品发布
专题报道
极速11选5 秒速时时彩 澳洲幸运10开奖结果 博悦彩票开户 极速飞艇平台 极速快3 天津11选5 三分快3 江西11选5 山东11选5开奖