私密直播全婐app免费大渔直播,国产av成人无码免费视频,男女同房做爰全过程高潮,国产精品自产拍在线观看

搜索:  
北京化工大學(xué)張好斌教授《Nano Lett.》:基于超低濃度二維納米材料油墨的3D打印多功能結(jié)構(gòu)材料
2022-12-30  來(lái)源:高分子科技

  基于二維納米材料組裝的宏觀多孔結(jié)構(gòu)在儲(chǔ)能、催化、復(fù)合材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。各種成型方式,如自組裝法、模板法、刮涂和印刷技術(shù),已被用于構(gòu)筑宏觀材料。然而,如何精確控制多級(jí)結(jié)構(gòu)并保留納米材料獨(dú)特的物化性能仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。3D打印技術(shù)能準(zhǔn)確定制宏觀材料形狀,但要求油墨具有合適的流變學(xué)性能。低濃度二維材料的分散液因其固有的低粘度難以滿足3D打印需求,而增加濃度會(huì)致使分散液的不穩(wěn)定性加劇。因此,探索多尺度結(jié)構(gòu)超輕材料的3D打印技術(shù)意義重大。




  基于此,北京化工大學(xué)材料學(xué)院張好斌教授與合作者提出了一種普適性的乳液油墨制備方法,在超低二維納米材料濃度(如MXene: 5 mg mL-1和氧化石墨烯GO: 3.6 mg mL-1)下油墨具有優(yōu)異的流變性能和3D打印性能。在乳液體系中,油相中正電配體和水相中二維納米材料之間的靜電相互作用,促使油-水界面處二維表面活性劑的形成。而乳液液滴表面配體烷基鏈之間的相互作用在很大程度上決定了乳液油墨的流變特性,在超低濃度下形成動(dòng)態(tài)凝膠。相較于相同固含量的分散液,乳液油墨的模量和粘度提升達(dá)3個(gè)數(shù)量級(jí),從而實(shí)現(xiàn)了超輕結(jié)構(gòu)材料的直接3D打印,如其密度可低至2.8 mg cm-3GO)和4.1 mg cm-3MXene)。靈活可調(diào)的多尺度材料結(jié)構(gòu)賦予MXene泡沫以優(yōu)異的導(dǎo)電、電磁屏蔽和隔熱性能。 



1.基于二維納米材料乳液油墨打印的超輕材料。


  由于水-油界面固有的負(fù)電性,帶負(fù)電的MXene片受到排斥,難以自發(fā)解析分離到界面上。帶正電的配體,如具有極性端基和烷基鏈的ODA(十八胺),可以在界面上形成單分子層。在適當(dāng)?shù)乃?/span>pH值下,胺被質(zhì)子化為氨基,將負(fù)電的界面轉(zhuǎn)化為帶正電的界面。當(dāng)GOMXene或其他帶負(fù)電荷的納米材料與界面接觸時(shí),ODA與納米片發(fā)生靜電作用,并錨定在納米片的一側(cè),形成二維納米結(jié)構(gòu)表面活性劑。液滴表面錨定著十八烷基刷,隨著油相的去除或水相體積分?jǐn)?shù)(φ)增高,這些烷基鏈刷可以與錨定在其他液滴上的類似烷基鏈刷相互作用,使乳液液滴能夠相互 "粘連",形成類似于凝膠的分散液滴組合。然而,液滴之間沒(méi)有共價(jià)連接,這種組合體不是真正的凝膠,但在動(dòng)態(tài)意義上表現(xiàn)出凝膠特性,液滴可以移動(dòng)以優(yōu)化液滴間的相互作用和堆積方式。液滴間的相互作用可通過(guò)改變配體特性(如分子量和極性端基的數(shù)量)進(jìn)一步控制,作用距離也可通過(guò)改變配體的烷基鏈長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整。 


2. 乳液油墨制備。 


圖3.多尺度結(jié)構(gòu)可調(diào)材料的打印。


  基于乳液結(jié)構(gòu)油墨3D打印技術(shù),可實(shí)現(xiàn)超輕材料的多尺度結(jié)構(gòu)調(diào)控,包括μm級(jí)孔大小、連通性和mm級(jí)別花絲間距以及材料外形多尺度結(jié)構(gòu)的精確調(diào)控賦予超輕材料完善的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和宏觀性能。在低密度僅為4.1 mg cm-3時(shí),MXene結(jié)構(gòu)材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電(~403 S m-1)和電磁屏蔽性能(64 dB),優(yōu)于目前所報(bào)道的大多MXene材料。同時(shí),其高孔隙率和優(yōu)化的微觀結(jié)構(gòu)賦予低至25 mW m-1 K-1的熱導(dǎo)率。因此,該工作為宏觀輕質(zhì)二維結(jié)構(gòu)材料的構(gòu)筑提供了一種普適性新方法,有望為拓展二維納米材料在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用起到很好的促進(jìn)作用。 


圖4.打印材料的性能。


  以上工作以“3D Printing of Ultralow-Concentration 2D Nanomaterial Inks for Multifunctional Architecture為題發(fā)表在Nano LettersDOI: 10.1021/acs.nanolett.2c03821)。文章第一作者是北京化工大學(xué)博士研究生李祿祿,北京化工大學(xué)張好斌教授和馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校Thomas P. Russell教授為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。


  原文鏈接:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c03821


作者簡(jiǎn)介:

  張好斌,北京化工大學(xué)教授/博導(dǎo),國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者。長(zhǎng)期從事二維納米材料制備與功能化方法、聚合物電磁屏蔽/吸波納米復(fù)合材料研究。在Adv MaterAngew ChemAdv Funct MaterACS Nano等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI研究論文85篇,授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利10多項(xiàng)。相關(guān)成果被包括ScienceChem. Soc. Rev.等期刊重點(diǎn)引用和積極評(píng)價(jià),論文被引用11000余次。兼聘中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)理事會(huì)理事、中國(guó)化工學(xué)會(huì)化工新材料專業(yè)委員和Wiley出版社InfoMat雜志青年編委。

版權(quán)與免責(zé)聲明:中國(guó)聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章。刊物或媒體如需轉(zhuǎn)載,請(qǐng)聯(lián)系郵箱:info@polymer.cn,并請(qǐng)注明出處。
(責(zé)任編輯:xu)
】【打印】【關(guān)閉

誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞
主站蜘蛛池模板: 华安县| 醴陵市| 泰来县| 二连浩特市| 西乌| 聂拉木县| 红桥区| 治多县| 绥德县| 定南县| 南川市| 乐平市| 正蓝旗| 乌鲁木齐县| 永嘉县| 调兵山市| 博爱县| 武定县| 电白县| 斗六市| 南部县| 壶关县| 泰兴市| 兰溪市| 天津市| 巴林左旗| 游戏| 台北县| 西乌| 清新县| 武威市| 禄劝| 太原市| 五河县| 绿春县| 尼木县| 新源县| 城市| 湟源县| 子长县| 新郑市|