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清华大学梁福鑫课题组 Macromolecules: Janus颗粒构筑具有盔甲结构的多孔弹性体
2023-08-14  来源:高分子科技

  高分子多孔材料的孔结构与力学性能决定了其应用场景,因此有必要对多孔材料的孔结构与力学性能进行调控。通常采用单体选择、基体交联度调控、填料引入等方法。但这些方式往往会均匀地改变基体材料的整体性质,造成多孔材料模量、强度和弹性之间的矛盾。针对具有丰富表界面的多孔材料,调控其界面性质有望克服基体均匀性带来的弊端。


  Janus颗粒具有两亲性和界面取向组装的特性,可以在多孔材料内部丰富的界面上构筑具有一定强度的界面层,形成盔甲结构,从而在不牺牲基体原有性能的基础上调控多孔材料整体的力学性能,有望为调控多孔材料的界面以及制备优异性能的多孔材料提供新的思路。


1  利用两亲性Janus颗粒与乳液模板法构筑具有界面盔甲结构的多孔弹性体



  日前,清华大学梁福鑫课题组利用Janus颗粒的两亲性与界面取向组装特性,采用乳液模板法构筑了具有界面盔甲结构的多孔弹性体。在多孔弹性体的孔壁上,Janus颗粒取向明确,排列紧密,形成了具有一定强度的盔甲结构界面层,对材料整体起到了很好的骨架支撑作用(图1)。模量较高的界面层与模量较低的基体结合,使得多孔材料整体表现出宽范围可调的模量与优异的大应变回弹性(图2),并在动态应力下呈现出可调控的能量耗散能力。因此,利用Janus颗粒构筑多孔材料界面盔甲结构这一策略,有望为制备具有优异力学性能的多孔材料提供新的结构模型。相关工作以“Janus Particle-Armored Porous Elastomer with Tunable Modulus and High Resilience为题发表在Macromolecules上。文章第一作者为清华大学博士研究生蒋超,通讯作者为梁福鑫副教授。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

 

2 界面盔甲结构的多孔弹性体具有宽范围可调的模量与大应变下的高回弹性



  原文链接:https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c01137

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(责任编辑:xu)
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