可切换或透明度可调的材料因其在传感器、智能窗口等方面的广泛应用受到了广泛的关注。常见的动态可调材料需要依靠外部能源(热、电)的支持才能实现可逆转变。因此,利用自然刺激进行动态调节具有重要意义。
近期,陕西科技大学材料科学与工程学院宋浩杰教授团队通过简单的制备方法获得了一种湿度响应的半氨基动态共价网络(HDCN)材料(图1)。研究发现,该薄膜在可见光范围内具有良好的透明度(91%),并具有较好的强度,其模量为206.28MPa,断裂伸长率为39.02%。当薄膜受到湿度的刺激时,材料实现了从透明状态到不透明状态的转变;而当薄膜暴露在不同的相对湿度(60%-99%)下时,可以获得不同阶段透明度的动态转变(图2)。此外,将薄膜置于一定的酸性溶液中即可实现完全溶解(图3),并且经过一定的处理即可实现原料的回收。可以看到,动态可调的HDCN薄膜集高透明度、较好的强度、可溶解等优点于一体,这些优势使其在智能窗、湿度报警器和防伪等方面具有巨大的应用前景。该工作以“Novel Green Reversible Humidity-Responsive Hemiaminal Dynamic Covalent Network for Smart Window”为题发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。本论文第一作者是陕西科技大学硕士研究生邢智慧,陕西科技大学材料科学与工程学院贾晓华教授、杨进副教授和宋浩杰教授为共同通讯作者。研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的支持。
图2 (a) 浸润过程中HDCN薄膜的实物照片。(b) HDCN薄膜在第一个浸润-干燥循环中的紫外-可见光谱的变换曲线;曲线中标记的特征点对应(a)中的a1-a4。(c) HDCN在浸润过程中的膨胀变化曲线;插图是HDCN薄膜在半透明和不透明状态下的实物照片。(d) 不同湿度下HDCN薄膜的透明度;插图是其相应的照片。图(e)和(f)为HDCN薄膜经过10次重复浸润-干燥循环后的紫外-可见光谱,波长为570 nm。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c21717
- 中科院化学所宋延林/李会增团队 AFM:以结构色为基础的多重信息加密打印 2024-04-19
- 广西大学徐传辉教授 AFM:基于生物梯度结构实现应变和湿度高响应的柔性橡胶基传感器 2024-04-10
- 南开大学张振杰课题组 Angew:仿生策略构建自振荡湿度驱动器 2022-11-29
- 东华大学朱美芳院士/叶长怀团队 AFM:基于CO2发泡方法制备超高透明度、优异力学性能的柔性聚酰亚胺纳米发泡材料用于隔热保温 2024-08-26
- 郑大申长雨院士/刘春太教授团队与合作者 Nat. Commun.:节能聚乙烯复合透明薄膜 2024-04-14
- 厦门大学林友辉教授团队 Adv. Funct. Mater.: 一锅法合成Hofmeister效应辅助型多功能双网络有机水凝胶 2024-02-04
- 黄渤海实验室/兰州化物所马延飞、吴杨 Small:具有季节适应性的热管理电控智能窗 2024-11-11