80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
北海道大學(xué)龔劍萍教授/四川大學(xué)羅鋒副研究員《Macromolecules》：鹽對聚兩性電解質(zhì)水凝膠機(jī)械行為的影響
2022-12-20  來源：高分子科技

  聚兩性電解質(zhì)水凝膠（PA膠）由溶脹于水的隨機(jī)分散的陽離子和陰離子重復(fù)單元的聚合物網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。在平衡電荷條件下，隨機(jī)分散的陽離子和陰離子重復(fù)單元通過鏈間和鏈內(nèi)正負(fù)電荷吸引作用聚集形成寬強(qiáng)度分布的多重離子鍵，從而使PA膠形成由來自共價(jià)鍵或拓?fù)淅p結(jié)構(gòu)筑的主網(wǎng)絡(luò)及動態(tài)離子鍵構(gòu)筑的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)雙重交聯(lián)體系。雙重交聯(lián)結(jié)構(gòu)不僅賦予PA膠在觀察時(shí)間尺度內(nèi)表現(xiàn)出強(qiáng)粘彈性，自修復(fù)性，還增強(qiáng)了其韌性和強(qiáng)度。因而，PA膠擁有高韌性（可與骨骼肌媲美）和多級強(qiáng)抗疲勞。同時(shí)，PA膠表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性、生物粘附性和抗生物污染性能，具有巨大的潛能應(yīng)用于結(jié)構(gòu)生物材料。


  眾所周知，高濃度鹽溶液使離子動態(tài)鍵構(gòu)筑的高韌性水凝膠溶脹且變脆變?nèi)。厘清此類水凝膠在鹽溶液中的動態(tài)機(jī)械行為對于其應(yīng)用至關(guān)重要，尤其是在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。為此，北海道大學(xué)龔劍萍教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合四川大學(xué)羅鋒副研究員以PA膠為模型體系，闡述了鹽濃度對流變響應(yīng)和機(jī)械行為的影響。通過對一種主網(wǎng)絡(luò)只由拓?fù)淅p結(jié)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的PA膠（PA-p）和一種主網(wǎng)絡(luò)由化學(xué)交聯(lián)和拓?fù)淅p結(jié)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的PA膠（PA-c）的系統(tǒng)研究，該團(tuán)隊(duì)證明了鹽對機(jī)械性能(包括小應(yīng)變模量、大變形能量耗散和斷裂拉伸比)的影響,可以有效地轉(zhuǎn)化為頻率或應(yīng)變率依賴性，遵循時(shí)間-鹽疊加原理 (time-salt superposition principle)。因此，他們在室溫下能夠?qū)崿F(xiàn)從10-11到102 rad/s 的寬泛觀測時(shí)間尺度，涵蓋三個區(qū)域：(I) 來自動態(tài)和初級網(wǎng)絡(luò)的高頻平臺區(qū)，(II)來自離子締合的 Sticky Rouse 運(yùn)動的粘彈性區(qū)，以及 (III) 來自主網(wǎng)絡(luò)的低頻平臺區(qū)。此外，他們也加深了在長時(shí)間尺度區(qū)間III的拓?fù)淅p結(jié)解纏結(jié)行為的理解。這項(xiàng)工作不僅為水凝膠在鹽水環(huán)境中的生物學(xué)應(yīng)用提供了指導(dǎo)，而且為其他具有雙重交聯(lián)動態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的增韌機(jī)制提供了重要的見解。該工作以題為《Effect of salt on dynamic mechanical behaviors of polyampholyte hydrogels》發(fā)表在《Macromolecules》上。


圖1. 鹽溶液對（a）主網(wǎng)絡(luò)只由拓?fù)淅p結(jié)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的PA膠（PA-p）和 (b)主網(wǎng)絡(luò)由化學(xué)交聯(lián)和拓?fù)淅p結(jié)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的PA膠（PA-c）的影響的圖示。浸入 NaCl 溶液后，PA膠溶脹。以水平衡凝膠（salt-free）為參考狀態(tài)（長度溶脹比=1），鹽平衡水凝膠的長度溶脹比為λs。
 

圖2. 鹽濃度 (CNaCl) 對平衡 PA 凝膠的外觀和溶脹行為的影響。 


圖 3. PA-p 和 PA-c 在 25 ℃ 下在不同鹽濃度 CNaCl 中平衡后的動態(tài)機(jī)械行為。


 圖 4. 通過時(shí)間-鹽疊加原則構(gòu)建的動態(tài)機(jī)械行為的master curve曲線以及相應(yīng)的平移因子asalt。


 圖 5. 單軸拉伸大應(yīng)變機(jī)械行為遵循時(shí)間-鹽疊加原則。


 圖 6. 循環(huán)拉伸能量耗散遵循時(shí)間-鹽疊加原則。


 圖 7. 未變形的鹽平衡凝膠在水中重新透析去除鹽離達(dá)到再平衡的力學(xué)行為可逆性探究。


  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.2c02003

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章？锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載，請聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞