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石墨烯雜志 2018-11-27
結(jié)合2D碳納米材料的納米復(fù)合水凝膠可以增強單獨使用聚合物基質(zhì)時未觀察到的響應(yīng)行為。特別地，非共價相互作用可以促進機械性能增強，并且可以通過外部刺激自我恢復(fù)。這里，我們使用非共價的離子交聯(lián)機制結(jié)合光導(dǎo)3D打印，制造了海藻酸鹽-氧化石墨烯（GO）水凝膠。經(jīng)研究表明，海藻酸鹽-GO水凝膠表現(xiàn)出增強的剪切，壓縮和拉伸的機械性能，相對于只含海藻酸鹽的水凝膠，增加兩倍剪切模量，減少三倍非彈性形變，增加九倍斷裂能。此外，除去離子交聯(lián)劑后，通過納米片之間的氫鍵作用可以穩(wěn)定海藻酸鹽-GO水凝膠，且保持完整。最后，這些納米復(fù)合水凝膠的剪切模量可通過調(diào)節(jié)外部離子濃度，達到500倍以上。這里，證明了海藻酸鹽-GO可以立體光刻印刷成堅固的，獨立和懸垂的3D結(jié)構(gòu)。如此設(shè)計的材料結(jié)構(gòu)在高鹽溶液中表現(xiàn)出出色的穩(wěn)定性和超疏油性，可用于驅(qū)逐各種油。總之，這種具有工程化非共價相互作用的納米復(fù)合水凝膠可以用于水和海洋環(huán)境的“智能”多響應(yīng)和多功能設(shè)備。
Figure 1.摘要圖。
Figure 2.使用一般陽離子進行海藻酸鹽-GO水凝膠的光導(dǎo)離子交聯(lián)方法。
Figure 3.（a）海藻酸鹽和海藻酸鹽-GO前驅(qū)體溶液的流變頻率掃描表征；（b）前驅(qū)物溶液流動性質(zhì)的剪切速率表征，隨著GO濃度的增加，偽塑性增加。
Figure 4. 海藻酸鹽結(jié)合GO后，機械性能變化情況，包括剪切儲存模數(shù)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線，彈性系數(shù)，遲滯曲線等。
Figure 5.（a）1XBa2+海藻酸鹽水凝膠，隨后由70X Ba2+和EDTA處理的明場顯微圖和剪切流變學(xué)性質(zhì)；（b）70X Ba2+和EDTA循環(huán)降解處理的1X Ba2+海藻酸鹽-GO水凝膠；（c）1X Ba2+海藻酸鹽水凝膠，隨后由70X Ba2+和EDTA處理的橫截面面積變化；（d）由70X Ba2+和EDTA循環(huán)處理的1X Ba2+海藻酸鹽-GO水凝膠的橫截面面積變化。
該研究工作由布朗大學(xué)Ian Y. Wong研究組于2018年發(fā)表在Alginate-Graphene Oxide Hydrogels withEnhanced Ionic Tunability and Chemomechanical Stability for Light-Directed 3DPrinting（https://doi.org/10.1016/j.carbon.2018.11.006）
http://https://mp.weixin.qq.com/s/U1qMmwnrO6uXC-XB_VfkPw
