水凝膠

近年來，尋求自然設(shè)計靈感來構(gòu)建高性能功能仿生多孔材料已成為科技領(lǐng)域的研究熱點之一。細長的蓮花葉柄，作為水生植物蓮花的莖呈現(xiàn)各向異性多孔結(jié)構(gòu)，其縱向通道有利于蓮花水分和養(yǎng)分的定向快速傳輸。深入分析天然生物的特殊結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，將有利于功能多孔材料的設(shè)計。因此，許多加工方法如3D打印、水凝膠鑄造和電泳沉積已被提議開發(fā)具有不同結(jié)構(gòu)的仿生功能材料。然而，這些方法大多復(fù)雜且耗時/耗能，不利于生產(chǎn)實際材料。此外，一些研究人員利用定向冷凍干燥技術(shù)來調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)取向并構(gòu)建多孔的3D各向異性聚合物基材料。雖然這種技…

這項工作提出了一種基于自發(fā)吸附材料的新的水和空氣污染可持續(xù)解決方案。首次在基于還原氧化石墨烯 (rGO) 和蒙脫石 (MMT) 的水凝膠和氣凝膠中設(shè)計了高表面積微/介孔超交聯(lián)樹脂 (XDV)。水凝膠和氣凝膠是通過基于維生素 C 還原氧化石墨烯 (GO) 和最終凍干的溫和且環(huán)保的程序獲得的。 在所有系統(tǒng)中，XDV 比表面積 (SSA) 都完全暴露，可用于水和空氣中的吸附應(yīng)用。含有 50 wt% XDV 的 rGO/XDV 和 rGO/MMT/XDV 氣凝膠顯示出分級孔隙率和高 SSA，達到 100…

提起凝膠一詞，首先你腦海中浮現(xiàn)的是什么呢？啫喱？果凍？蘆薈膠？隱形眼鏡？凝膠是溶膠或溶液中的膠體粒子在分散介質(zhì)作用下形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性固體，其中，以氣體為分散介質(zhì)的，我們稱之為氣凝膠；以水為分散介質(zhì)的，則叫水凝膠。 氣凝膠其內(nèi)部98%以上是空氣，因此其密度極小，是世界上密度最小的固體。2015年東華大學(xué)的納米纖維研究團隊發(fā)表的最新論文中提到：該團隊利用普通纖維膜材料開發(fā)出了一種超輕、超彈的纖維氣凝膠，經(jīng)中國計量認證結(jié)果顯示，這種纖維氣凝膠的固態(tài)材料密度僅為0.12毫克每立方厘米，成功刷新了此…

由于其卓越的生物相容性和細胞相互作用，天然血液蛋白纖維蛋白原是生產(chǎn)各種生物材料的高效前體。為了從纖維蛋白原中獲得實際材料，蛋白質(zhì)需要進行原纖維生成，這主要是通過酶促加工纖維蛋白、靜電紡絲或干燥過程觸發(fā)的。然而，所有這些技術(shù)都極大地限制了材料的可用結(jié)構(gòu)或適用性。 為了克服纖維蛋白（原）作為材料的當(dāng)前問題，科研人員最近提出了一種高度可行、快速且廉價的技術(shù)，用于將溶液中的纖維蛋白原自組裝成定義的納米纖維三維（3D）圖案。在受控環(huán)境中與特定陰離子相互作用后，無需任何進一步加工即可形成穩(wěn)定且靈活的水凝膠狀…

介紹 電化學(xué)儲能 (EES) 設(shè)備的激增需要更先進的電力/儲能技術(shù)。柔性準固態(tài)超級電容器（FSSCs）由于具有循環(huán)壽命長、重量輕、功率密度高和環(huán)境友好等獨特而有前景的優(yōu)勢，受到了迅速和廣泛的關(guān)注。通常通過單體和/或聚合物的化學(xué)和/或物理交聯(lián)合成的水凝膠已經(jīng)成為快速發(fā)展 FSSC 的新興平臺。木質(zhì)纖維素材料綠色/可持續(xù)、資源豐富且成本低；由于木質(zhì)纖維素和水凝膠的協(xié)同作用，具有優(yōu)異物理化學(xué)性質(zhì)（例如，高柔韌性、良好機械強度和快速電荷傳輸）的木質(zhì)纖維素基水凝膠/氣凝膠的開發(fā)為 FSSC 提供了新的機會…

氣凝膠大家肯定不陌生。它是世界上最輕的固體之一，目前最輕的全碳氣凝膠的密度僅為空氣密度的1/6，所以也被叫做“固態(tài)煙”或“凍住的煙“。由于具有高孔隙率、隔熱保溫能力和超高承受能力，氣凝膠在能源、催化、服裝、航空航天和國防軍工領(lǐng)域等諸多領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景。 例如，引人矚目的”祝融號”火星車上便裝載了我國航天科工三院306所研發(fā)的氣凝膠材料，以對抗火星”冰火兩重天”的溫度考驗。其中，耐高溫納米氣凝膠隔熱組件用于阻隔著陸發(fā)動機產(chǎn)生的高達1200℃的…

使用共價鍵構(gòu)建的水凝膠由于其內(nèi)部異質(zhì)性和缺乏可用的能量耗散結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其不良的機械性能，例如低拉伸強度，韌性差以及在外應(yīng)力下的可拉伸性差，限制其在機械設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用。當(dāng)兩種疏水性物質(zhì)接近時，水分子的構(gòu)型重排導(dǎo)致疏水相互作用，與其他可逆性相互作用（如離子鍵和氫鍵）相比，疏水性相互作用可能在更長的范圍（100-200 ?）內(nèi)表現(xiàn)出吸引力，因此可能賦予水凝膠材料優(yōu)異的拉伸性能。基于此，卡爾加里大學(xué)研究人員通過將纖維素納米晶體或疏水化的纖維素納米晶體引入通過疏水相互作用物理交聯(lián)的聚合物中，設(shè)計出具有出…

由于人口老齡化以及慢性病發(fā)病率較高，心血管設(shè)備，如血管內(nèi)導(dǎo)管在診斷和治療癌癥、終末期腎病、心血管等疾病時是必不可少的。但是使用心血管醫(yī)療設(shè)備而引起的血栓栓塞和感染性并發(fā)癥仍然很難避免，迄今為止沒有技術(shù)可以同時解決以上難題?，F(xiàn)有的表面改性方法（如銀、肝素和液體浸漬表面）并不能徹底解決問題，且大多數(shù)商業(yè)化技術(shù)都是基于治療其并發(fā)癥的，僅適用于特定患者群體和短期使用。因此，一種能夠讓設(shè)備導(dǎo)管自身能夠抵抗細菌粘附和抗血栓形成的技術(shù)亟待開發(fā)。 為解決上述的問題，麻省理工學(xué)院趙選賀教授和羅切斯特梅奧醫(yī)學(xué)中心C…

盡管仿生材料發(fā)展蓬勃，但依然很難媲美天然軟組織所具有的特性。例如，天然軟組織能夠通過結(jié)構(gòu)和局部組分變化的相互作用展現(xiàn)出的獨特力學(xué)性能。而相比之下，目前的合成軟材料還未在這一水平實現(xiàn)可控性，嚴重限制了合成軟材料的進一步發(fā)展應(yīng)用。 針對這一問題，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的Esther Amstad團隊開發(fā)了可以制造強韌雙網(wǎng)絡(luò)顆粒水凝膠（DNGHs）的3D打印策略。研究人員在單體溶液中加入聚電解質(zhì)基微凝膠（可在單體溶液中進行溶脹）形成墨水材料；當(dāng)墨水經(jīng)過增材制造后，這些單體可紫外固化轉(zhuǎn)變形成逾滲網(wǎng)絡(luò)，并與…

近日，青島大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院叢海林教授課題組報道了在多功能陽離子抗菌水凝膠領(lǐng)域的最新研究成果。 抗生素的濫用引起的抗藥性問題一種困擾著人們的生活。抗菌水凝膠的出現(xiàn)為解決抗生素抗藥性問題開辟了新道路。目前大部分抗菌水凝膠通常是封載有抗菌藥物或者抗菌金屬納米顆粒的水凝膠，但這類抗菌水凝膠仍然無法阻止細菌耐藥性的產(chǎn)生，同時還會增加由于內(nèi)臟中金屬離子聚集引發(fā)病變的風(fēng)險。另外傳統(tǒng)抗菌水凝膠機械性能差的缺陷也限制了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此研發(fā)一種兼具高抗菌效率、生物相容性和自愈合性好的抗菌水凝膠迫在…