生命體的生長主要由兩個階段組成:一個是由幼年到壯年的成長階段,另一個是由壯年到老年的衰老階段。幼年期的成長階段伴隨著機體力學性能的強化,壯年到老年的衰老階段則是伴隨著機體力學性能的不斷衰退。生命體中這種單一不可逆的由弱到強再到弱的老化過程,能否在材料性能設計中得到復現,甚至實現可循環的老化過程是設計新型的動態材料的一大挑戰。
電子科技大學崔家喜教授團隊作為最早研究生長材料的課題組之一,近幾年一直致力于探索生長材料的生長策略及其獨特的性能與運用。目前,團隊已實現了基于三渦蟲的可逆生長交聯聚合物(Nat. Commun. 2023, 14, 3302),基于孔雀羽毛的結構色局部調節(Nat. Commun. 2022, 13, 7823)以及動態基底表面微結構的局部生長(Nat. Commun. 2020, 11, 963);材料力學、形貌和尺寸的多維度調控(ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 6 );硬熱固性材料(1GPa)的高效生長自修復能力(J. Mater. Chem. A, 2022, 10, 174-179),基于正交自生長策略多維度后調節導電水凝膠性能(Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2206222),承力狀態下的原位生長( Adv. Funct. Mater. 2022, 2212402)。基于以上研究,近日他們提出一種基于奧斯瓦爾德熟化(Ostwald ripening, OR)誘導醋酸鈉(NaAc)晶體由亞穩態纖維狀轉變為穩態塊狀的策略,并將其運用于調控材料機械性能的動態變化和形狀記憶材料的自恢復中,設計出了一種具有時間效應的晶體水凝膠,成功地模擬了這一老化的特征。
圖2. NaAc·3H2O纖維狀晶體的形成機制及OR機理
圖3.NaAc-PAM晶體水凝膠力學性能
圖4.NaAc-PAM晶體水凝膠的形狀自恢復和黏附自演化
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/anie.202320095
- 廣工楊東朋/黃少銘教授團隊 JCIS:光子晶體氫氟酸傳感器 2023-06-21
- 廣東工業大學易國斌、林霄峰團隊《ACS AMI》:具有可控編碼能力的不可克隆光子晶體水凝膠 2022-01-14
- 東南大學趙遠錦教授研制出自修復光子晶體水凝膠 2017-05-24
- 東北林大劉守新教授團隊《Adv. Sci.》:纖維素/木質素基陽極的彈性形變恢復老化的混合培養電活性生物膜 2025-05-15
- 太原理工何宏偉:不同結構環氧型反應性再生劑對老化SBS改性瀝青的再生性能和修復機理 2025-03-26
- 港中大(深圳)朱世平、朱賀團隊 AFM: 耐低溫、抗老化和耐溶劑的高性能聚氨酯彈性體 2025-03-17
- 清華徐軍、中藥所邱崇 Sci. Adv.: 高強韌、抗損傷、體溫形狀記憶的高性能醫用彈性體 2025-06-15