海藻酸盐与氧化石墨烯结合 研究人员借3D打印获得防污新“智能”材料

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 Emma Chou • 2018-11-23 10:45:18 来源:前瞻网 E5745G0

布朗大学的研究人员展示了你是什么使用氧化石墨烯(GO)为海藻酸盐制成的水凝胶材料加进去去一点骨架的法律法律依据,海藻酸盐是你是什么天然植物材料,来自海藻,目前用于各种生物医学应用。发表在Carbon杂志上的一篇论文中,研究人员描述了你是什么3D打印法律法律依据,用于制造繁杂耐用的藻酸盐-GO特征,一点特征比单独使用海藻酸盐更坚硬,更耐破碎。

“使用海藻酸盐水凝胶的一一一两个 多多限制因素是它们非常脆弱,它们在机械载荷或低盐溶液中往往会分崩离析。” 领导了这项研究的布朗工程学院博士生Thomas Valentin说, “让让让我们 展示的是,通过加入氧化石墨烯纳米片,让让让我们 都没人 使什么特征更加稳健。”

该研究表明,一点材料还可不可不可以 响应不同的化学处里变得更硬或更柔软,这愿因分析它都没人 用来制造可不可不可以 实时对随近环境做出反应的“智能”材料。此外,藻酸盐-GO保留了海藻酸盐排斥油的能力,使新材料成为你是什么坚固的防污涂料。

用于制造材料的3D打印称为立体平版印刷术。该技术使用由计算机辅助设计系统控制的紫外激光来追踪光活性聚合物溶液表皮上的图案。光使聚合物结合在一同,从溶液中形成氢气氢气氢气3D特征。重复跟踪过程,直到从底部向上逐层构建整个对象。在一点状态下,聚合物溶液是使用海藻酸钠与氧化石墨烯片混合制成的,氧化石墨烯是你是什么碳基材料,形成一一一两个 多多原子厚的纳米片,比钢的速率要强。

该技术的一一一两个 多多优点是藻酸钠聚合物通过离子键连接。什么键足够牢固,都没人 把材料粘在一同,但它们都没人 被一点化学处里破坏。这使材料可不可不可以 动态响应实物刺激。此前,布朗的研究人员表明,一点“离子交联”都没人 用来制造藻酸盐材料,一点材料都没人 根据没人 降解,当使用你是什么化学物质清除材料实物特征中的离子时,一点材料会越来飞快易挥发。

对于这项新研究,研究人员希望了解氧化石墨烯怎样才能改变藻酸盐特征的机械性能。让让让我们 表明藻酸盐-GO的硬度都没人 是单独的藻酸盐的两倍,时候 更能抵抗开裂的破坏。

“加入氧化石墨烯使藻酸盐水凝胶与氢键结合。”布朗的工程助理教授兼该论文的资深作者Ian Y. Wong说。 “让让让我们 认为抗裂性是时候 裂缝不得不绕过散布的石墨烯片,而全是通过均匀的海藻酸盐就能直接断裂。”

额外的硬度使研究人员可不可不可以 打印出具有悬垂偏离 的特征,而单独使用海藻酸盐是不时候 的。此外,增加的硬度可不可不可以 否阻止海藻酸盐-GO墨烯对外界刺激的反应,就像海藻酸盐单独作用一样。研究人员表明,通过将材料浸泡在去除离子的化学物质中,材料会膨胀并变得更柔软。当离子通过在离子盐中洗涤而恢复时,材料恢复了它们的硬度。实验表明,通过改变材料的实物离子环境,都没人 将材料的硬度调整到30000倍以上。

研究人员说,改变其硬度的能力都没人 使海藻酸盐-GO在各种应用中发挥作用,包括动态细胞培养。

“我就想象从前一一一两个 多多场景,我就在僵硬的环境中对活细胞进行成像,时候 立即改变到更柔和的环境,看看同样的细胞时候 会怎样才能反应。” Valentin说。这时候 有益于研究癌细胞或免疫细胞怎样才能在全身不同器官间迁移。

时候 时候 海藻酸盐-GO保留了纯海藻酸盐强大的防油性能,新材料都没人 制成出色的涂层,处里油污和一点污垢在表皮积聚。在一系列实验中,研究人员表明,海藻酸盐-GO涂层都没人 处里油在高盐度条件下污染玻璃表皮。研究人员表示,这时候 使海藻酸盐-GOG水凝胶可用于海洋环境中使用的涂料和特征。

“什么复合材料可用作海洋中的传感器,在石油泄漏时持续读取数据,或作为防污涂层,有益于保持船体层流手术室 。”Wong说。由石墨烯提供的额外硬度将使一点材料或涂层比单独的藻酸盐更耐用。

研究人员计划继续尝试新材料,寻找繁杂生产法律法律依据并继续优化其性能的法律法律依据。

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