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探究導(dǎo)電聚合物中電荷傳輸與超結(jié)晶度的關(guān)系
結(jié)晶度(g)用來(lái)表示聚合物中結(jié)晶區(qū)域所占的比例,聚合物結(jié)晶度變化的范圍很寬,一般從30%~85%。 同一種材料,一般結(jié)晶度越高,分子鏈排列越規(guī)則,就需要更高的溫度來(lái)破壞,因此熔點(diǎn)也越高。從不同的加工方法得到的不同形態(tài)混淆了對(duì)導(dǎo)電聚合物中電荷輸運(yùn)的基本理解。導(dǎo)電聚合物中電荷傳輸和超結(jié)晶度的已知關(guān)系表明,較高的g會(huì)在材料的電子帶隙中誘導(dǎo)出更多的狀態(tài),從而限制了導(dǎo)電聚合物中的電荷傳輸。這些電子狀態(tài)顯示為在能量空間中呈高斯形狀分布,其寬度(w)被定義為高能障礙。雖然已經(jīng)建立了一些基于高斯DOS的電荷傳輸…
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蜻蜓翅膀可以天然殺菌!納米柱介導(dǎo)細(xì)菌包膜變形與滲透過(guò)程
科學(xué)家們已經(jīng)確定,蟬和蜻蜓等昆蟲的翅膀具有抗菌特性,因?yàn)檫@些昆蟲的翅膀上具有納米柱,細(xì)菌一旦接觸到就會(huì)死亡,然而,納米柱的抗菌原理尚且不為人知。 2020年4月2日,Nature?子刊?Nature Communications?雜志在線發(fā)表了來(lái)自英國(guó)布里斯托大學(xué)的一篇題為:Antibacterial effects of nanopillar surfaces are mediated by cell impedance, penetration and induction of oxidat…
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持續(xù)、穩(wěn)定、高速率的光熱/焦耳熱界面蒸發(fā)助力海水淡化
碳材料在能源捕獲、存儲(chǔ)和利用等方面具有非常廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái),采用太陽(yáng)光實(shí)現(xiàn)高效率界面蒸發(fā)成為新的研究熱點(diǎn),在眾多新型材料中碳材料表現(xiàn)尤為優(yōu)異。 利用界面蒸發(fā)的方式可為清潔能源的高效利用,海水淡化,污水處理等提供新的解決方案。受制于太陽(yáng)光較低的能量密度(1 kW m2),目前大多數(shù)新型材料可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能光熱界面蒸發(fā)速率依然處于較低的水平,僅為自然蒸發(fā)速率(0.5 kg m 2 h 1)的3倍左右。 而且,利用太陽(yáng)能光熱實(shí)現(xiàn)界面蒸發(fā)的速率不夠穩(wěn)定,受天氣、太陽(yáng)光輻照晝夜變化等因素的影響,在陰天、…
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?水下也能自修復(fù)的熱塑性彈性體助力柔性電子發(fā)展
近年來(lái),柔性電子器件飛速發(fā)展,它們被廣泛用于醫(yī)療診斷、監(jiān)測(cè)和柔性機(jī)器人等領(lǐng)域。然而,這種器件的不足之處在于,由于其柔軟的性質(zhì),它們對(duì)機(jī)械損傷非常敏感。如果能夠?qū)⒆晕倚迯?fù)功能引入到現(xiàn)有的柔性器件中,使其能夠在受到外力破壞后自我恢復(fù),將會(huì)極大提高設(shè)備的壽命、可靠性和耐用性。 對(duì)于大多數(shù)柔性電子器件來(lái)講,我們非常希望它能夠防水或者在水下使用,因?yàn)槠骷谑褂眠^(guò)程中,不可避免的會(huì)遇到各種濕度環(huán)境,例如人的汗水或者自然的雨水。除非材料對(duì)水不敏感,否則這些裝置在遇到水后會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞,進(jìn)而影響相關(guān)功能。因此,…
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浙江大學(xué)黃小軍團(tuán)隊(duì)在PVDF油水分離膜、梯度膜生物檢測(cè)傳感領(lǐng)域取得系列進(jìn)展
(一)ACS Appl. Mater.Interfaces:PVDF油水分離膜材料新成果 頻繁的石油泄漏事故和工業(yè)含油污水的大量排放嚴(yán)重污染環(huán)境、危害人類健康,尤其油田和工業(yè)產(chǎn)生的酸性含油廢水近年來(lái)引起了人們的廣泛關(guān)注,開發(fā)適合于酸性環(huán)境且耐酸穩(wěn)定性優(yōu)異的油水分離材料迫在眉睫,成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。聚酰胺-胺(PAMAM)樹枝狀大分子外側(cè)擁有大量的伯氨基團(tuán),且氨基數(shù)量隨其代數(shù)的增加而增加,在酸性條件下具有大量活性位點(diǎn),有望解決這一持續(xù)挑戰(zhàn)。 本團(tuán)隊(duì)從膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā),選取無(wú)致密皮層的PVDF多孔…
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由大腸桿菌環(huán)狀DNA到環(huán)狀高分子!環(huán)狀聚合物的合成、性能及應(yīng)用前景
環(huán)狀聚合物一類具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)且沒(méi)有端基的高分子材料。由于其特有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),與常見的線形或支化聚合物相比,環(huán)狀聚合物表現(xiàn)出獨(dú)特的性質(zhì),例如較小的流體力學(xué)體積、較慢的降解速率、較好的穩(wěn)定性以及較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等。近二十年來(lái),人們致力于開發(fā)高純度環(huán)狀聚合物合成工藝,并揭示環(huán)狀聚合物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與物理性能的關(guān)系。 通過(guò)使用新型且高效的催化劑或末端基團(tuán)間的“點(diǎn)擊”反應(yīng)來(lái)形成環(huán)狀鍵的方法為調(diào)節(jié)聚合物的物理性質(zhì)提供了一種新的途徑。 例如,食品和藥物管理局批準(zhǔn)的聚酯具有較好的藥代動(dòng)力學(xué)、生物相容性和生物可降解性…
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從壁虎身上“學(xué)藝”:超疏液、超粘附纖維膠粘劑,幾乎任何表面可粘
眾所周知,壁虎、蜥蜴、蜘蛛等爬行動(dòng)物能夠輕松地在各種表面上攀爬。 這是由于它們腳墊上具有無(wú)數(shù)微米或納米級(jí)的纖維陣列,范德華力和毛細(xì)作用力使其可充當(dāng)高性能干粘合劑,從而能夠穩(wěn)定地附著在各種表面。 近二十年以來(lái),科學(xué)家們受爬行動(dòng)物的啟發(fā),對(duì)纖維膠粘劑進(jìn)行了廣泛研究,成功合成了能夠牢固地附著在各種表面上的纖維膠粘劑。然而,到目前為止還沒(méi)有一種能夠同時(shí)具有高附著力和強(qiáng)疏液性的纖維膠粘劑,許多人造纖維膠粘劑具有較強(qiáng)的疏水性,當(dāng)表面接觸低表面張力的液體時(shí),粘合性能就會(huì)大大減弱。 …
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無(wú)催化、非異氰酸酯條件制備可用于回收重金屬離子的環(huán)狀硫代聚氨酯
聚硫代氨基甲酸酯(亦稱硫代聚氨酯)是一種有前景的同時(shí)含有硫、氮雜原子的聚合物材料。它具有諸如高折射率,生物相容性以及對(duì)重金屬離子的良好配位能力等特殊性能。傳統(tǒng)的合成方法主要包括二硫醇與二異氰酸酯化合物的縮聚反應(yīng)還有雙官能五元環(huán)狀硫代碳酸酯與二胺的加聚反應(yīng)等。以上方法涉及的原料合成繁瑣、毒性大且穩(wěn)定性差。由于合成方法十分有限,硫代聚氨酯的相關(guān)報(bào)導(dǎo)較少。 針對(duì)這一問(wèn)題,常熟理工學(xué)院羅銘老師課題組將大氣污染物氧硫化碳(COS)變廢為寶用做含硫單體與三元環(huán)氮化合物2-甲基氮丙啶(MeAz)在室溫、無(wú)催化…
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下一代氫氣分離膜橫空出世!
氫氣(H2)作為一種清潔能源越來(lái)越受到青睞。目前膜分離是獲取H2的主要方式,但商用薄膜的滲透率不高。 近年來(lái),具有剛性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和完美孔結(jié)構(gòu)的微孔固體材料(如沸石和MOF)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,這類材料制成的薄膜具有高滲透性,選擇性也不錯(cuò)。 多孔有機(jī)籠(POC)和微孔聚合物(PIM)雖然可以進(jìn)行溶液加工,但是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足。共軛微孔聚合物(CMP)是一種通過(guò)芳基-芳基共價(jià)鍵互連的π共軛交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng),但可加工性差,而且孔徑分布較寬(10~30?),很難用于氣體分離。 研究者認(rèn)為下一代氫氣分離膜需…
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具有高電化學(xué)穩(wěn)定性的新型離子導(dǎo)電氟化醚電解質(zhì)
近年來(lái),能源密集和緊湊型電池的可用性引起了人們對(duì)運(yùn)輸電氣化和進(jìn)一步將可再生能源并入電網(wǎng)的興趣。由于理論比容量高(3860 mAh/gLi),還原電位低(-3.04 V),鋰金屬電池成為當(dāng)前高能量密度電池研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。然而,鋰金屬與電解質(zhì)產(chǎn)生的固體電解質(zhì)界面(SEI)是多孔的,在鋰金屬沉積和剝離過(guò)程中電解質(zhì)連續(xù)降解會(huì)導(dǎo)致電池失效。此外,正極的電解質(zhì)穩(wěn)定性也引起了極大的關(guān)注。例如,高壓正極材料如富鎳LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(NMC 811)的容量遠(yuǎn)超商業(yè)化的NMC111。但是,要獲得…
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?香港中文大學(xué)魏濤教授、劉威博士:水凝膠材料表征新方法
星狀聚乙二醇(PEG)水凝膠由于其獨(dú)特的粘彈性、親水性及生物相容性,目前被廣泛應(yīng)用于生物材料、組織工程和藥物遞送等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。傳統(tǒng)意義上對(duì)水凝膠材料流變性質(zhì)的表征方法通常是依賴宏觀流變儀,即通過(guò)測(cè)量應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)來(lái)檢測(cè)粘度、復(fù)雜模量等流變學(xué)參數(shù)。然而,其缺陷之一是難以動(dòng)態(tài)地捕捉快速凝膠化動(dòng)力學(xué)過(guò)程,另外也無(wú)法表征膠體局部結(jié)構(gòu)的各向異性行為。 近期,香港中文大學(xué)化學(xué)系魏濤教授和劉威博士提出了一種基于微米級(jí)磁性探針的水凝膠近界面流變性質(zhì)表征方法,以更小的尺度、更快的速度以及更準(zhǔn)的精度以觀測(cè)PEG凝膠…
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60年前水凝膠誕生,如今改善無(wú)數(shù)人的生活!
2020庚子開年讓我們印象深刻,有災(zāi)難,更有堅(jiān)守與感動(dòng)。60年前1960庚子年同樣也是值得紀(jì)念的一年,那一年,水凝膠橫空出世,為高分子在生物領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 生活早已離不開塑料!隨著科技發(fā)展,人們很自然地考慮了塑料與組織永久接觸的可能性。一項(xiàng)文獻(xiàn)研究表明,幾乎所有已知的塑料制品都曾在不同時(shí)期被用于這一目的。但是傳統(tǒng)塑料與活體組織的相容性太差,這些堅(jiān)硬的固體會(huì)引起局部機(jī)械刺激,并且部分低分子刺激性物質(zhì)會(huì)長(zhǎng)期緩慢向組織擴(kuò)散,甚至導(dǎo)致腫瘤生長(zhǎng);再者,生物機(jī)體產(chǎn)生的代謝物難以滲透這些高分子材…