浙江大學成功制備新型自修復超分子凝膠
2012-06-07 來源：中國聚合物網(wǎng)
近日，由浙江大學化學系教授黃飛鶴領(lǐng)導的超分子化學課題組成功研制出一種具有自修復功能的超分子凝膠。該超分子凝膠具有形變大、恢復時間短的特性，展現(xiàn)了優(yōu)越的材料應用前景。相關(guān)研究論文發(fā)表在德國《應用化學》期刊上。
凝膠是一種特殊的分散體系，在這個體系中，膠體粒子或高分子互相連接，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)空隙中則充滿了作為分散介質(zhì)的液體或氣體。超分子凝膠，則是膠體粒子通過非共價作用形成纏結(jié)，然后包裹溶劑分子形成的凝膠。
黃飛鶴課題組在世界上首次制備出了兩種不同的超分子凝膠，且制備過程簡單，其自修復性能極其優(yōu)異，甚至能在10000%的形變下進行快速自修復。
對于該超分子凝膠的制備方法，論文第一作者、博士生張明明介紹說，研究采用了兩種不同的小分子交聯(lián)劑，交聯(lián)側(cè)鏈含有雙苯并—24—冠—8的共聚物，得到了兩種不同的超分子凝膠。這種超分子凝膠內(nèi)部形成了一種特殊的“軸—環(huán)”穿入結(jié)構(gòu)，當受到外部刺激，軸和環(huán)穿入的構(gòu)型會受到破壞，但是由于其組裝的穩(wěn)定性，經(jīng)過一段時間，它們會自己再形成穿入構(gòu)型。
實驗顯示，這些超分子凝膠在被“拉長”100倍的情況下，可以于60秒內(nèi)完全恢復高分子彈性和黏性性質(zhì)，三四分鐘實現(xiàn)形態(tài)的完整修復。
業(yè)內(nèi)專家表示，正因為這種能夠“自修復”的神奇特性，使得該超分子凝膠具有廣闊的應用前景，如作為可自修復的智能材料，應用于汽車涂層，以及一些航空航天材料、仿生材料的骨架等領(lǐng)域。
a-d和e-h分別記錄了兩種不同超分子凝膠的自修復過程
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