圖1. PMAm水凝膠的粘彈性的時(shí)鹽等效性
圖2. PMAm 水凝膠的力學(xué)性質(zhì)隨著鹽類型的劇烈變化
圖3. PMAm 水凝膠在不同鹽中的低場(chǎng)核磁數(shù)據(jù)以及asalt和1/T2的相關(guān)性。
圖4. PMAm水凝膠中的聚合物-水-鹽三元相互作用機(jī)制。
為了探索時(shí)鹽等效原理的普適性,作者進(jìn)一步探究了聚丙烯酰胺(PAAm)水凝膠在不同鹽離子中的粘彈性質(zhì),發(fā)現(xiàn)PAAm的儲(chǔ)能模量和損耗模量對(duì)剪切頻率的曲線經(jīng)過(guò)平移后也可以疊合到主曲線上,并且平移因子與水的弛豫行為同樣存在相關(guān)性。但與PMAm水凝膠不同的是,即便在最強(qiáng)的鹽析離子作用存在下(比如檸檬酸根),PAAm水凝膠仍沒(méi)有展現(xiàn)出玻璃態(tài)。這可能是由于PMAm的主鏈α-甲基的疏水作用有助于穩(wěn)定酰胺之間的氫鍵,使PMAm發(fā)生較深程度的相分離并引起玻璃化,而PAAm不具備此效果。
圖5. 不同鹽離子處理后的PMAm水凝膠中的摩擦學(xué)測(cè)試和重塑加工。
該工作首創(chuàng)性地提出了“時(shí)間-鹽類型等效“的概念,將膠體化學(xué)中的經(jīng)典現(xiàn)象”Hofmeister效應(yīng)“和高分子物理中的經(jīng)典原理”時(shí)溫等效性“聯(lián)系在了一起,揭示了時(shí)鹽等效性的物理起源——聚合物-水-鹽三元相互作用,驗(yàn)證了概念的普適性,并基于這一概念探索了水凝膠的功能鹽調(diào)控和鹽加工的可能性。
以上相關(guān)成果發(fā)表在Macromolecules上。論文的第一作者為寧波大學(xué)2021級(jí)碩士研究生金依潔,通訊作者為寧波大學(xué)趙傳壯教授。該工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金的資助,西安交通大學(xué)秦立果副教授為摩擦學(xué)測(cè)試提供了支持。
論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.3c02395
- 中山大學(xué)付俊教授團(tuán)隊(duì) Adv. Mater.:基于Hofmeister效應(yīng)的強(qiáng)韌、不溶脹兩性離子水凝膠傳感器用于水下傳感 2024-10-12
- 廈門大學(xué)林友輝教授團(tuán)隊(duì) Adv. Funct. Mater.: 一鍋法合成Hofmeister效應(yīng)輔助型多功能雙網(wǎng)絡(luò)有機(jī)水凝膠 2024-02-04
- 王雙飛院士/聶雙喜教授 Adv. Funct. Mater.:Hofmeister效應(yīng)構(gòu)筑摩擦電氣凝膠 2023-09-04
- 武漢大學(xué)陳朝吉/四川大學(xué)張偉 ACS Nano:仿生梯度水凝膠電解質(zhì)界面優(yōu)化構(gòu)筑穩(wěn)定鋅離子電池 2025-07-21
- 北科大許利蘋教授/理化所萬(wàn)茜子副研究員 AFM:按需可剝離比色(ODC)貼片實(shí)現(xiàn)慢性傷口的智能化無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè) 2025-07-20
- 四川大學(xué)金勇教授團(tuán)隊(duì) Nano Energy:具有可逆相變特性的太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)導(dǎo)電多功能水凝膠用于污水的凈化與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 2025-07-18
- 上科大鄭宜君教授課題組 Nat. Commun.: 構(gòu)建具有可見光響應(yīng)的時(shí)空動(dòng)態(tài)粘彈性水凝膠用于探究癌細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)相互作用 2025-02-07