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登錄聚硼硅氧烷的案例
(轉載)碎成兩半的心,如何科學地復原?(自行連接、“愈合”的電子材料)
在實驗中,研究人員主要采用了兩種材料:一種是聚硼硅氧烷(PBS),主要負責在被切斷后,進行自我修復;另一種材料是多層碳納米管,它能為材料提供導電功能,并固定材料的形狀。
在獲得這么順手又有趣的材料后,研究人員也不遺余力地做了不少實驗。首先,他們在材料中加上一些傳感器等電子元件,使得它能作為一個控制器對觸覺產生反應。隨后,研究人員加入了多個模塊,讓材料能像鍵盤一樣多點感應壓力。
接下來,他們的操作開始進入隨機模式,對材料實施縱向切割、橫向切割,切完以后隨意連接等多種操作。但看到這種電子材料依舊好用,研究人員也終于表示,“我們確實在推動人們想象力的邊界。”
最后,他們利用這一電子材料,設計并制造了一顆紅色的“治愈的心”。當將兩個分開的、半個心放在一起時,它們開始自動愈合,并在6小時內重新一個整體。研究人員說:“你可以像拼樂高積木一樣,把它們拼起來。”在重新拼接后,電子材料將能恢復功能,甚至擁有新的功能。
可以隨意揉搓變形的人體器官
是的,你沒看錯,研究人員手里不斷拉伸、甚至暴力扯拽的不是橡皮泥,而是你的大腦。測試者賣力的拉伸方式甚至一度讓我回憶起了當年推銷真皮皮帶的推銷員。大腦到底做錯了什么要經歷這些?要怪就怪大腦的結構太復雜和致密。
目前,美國國立衛生研究院有一個為期5年的項目,目的是繪制迄今最全面的人類大腦圖。這就要求要盡可能地展示每一個細胞和分子的細節,現在已有的最佳手段就是盡可能地往組織和細胞中注入一些熒光標記物,再經過熒光顯微鏡示蹤來進行細節展示。這對我們的腦組織提出了很嚴格的要求,第一,組織不能太厚實,這樣標記物無法進入每一個細胞,細節展示不完全;第二,這些組織要保存很多年,需要一種長時間高保真的保存方法。
不過說起來,這方法還真有,至少研究作者Taeyun Ku在圣誕節前后做實驗時發現了(圣誕節還在做實驗...找不到才怪了!)
展開 西工大顏紅俠教授團隊CEJ:在超支化聚硅氧烷應用研究中的新發現
超支化聚硅氧烷作為一種有機-無機雜化高分子,兼具官能度高、粘度低、溶解性好、柔性鏈長和表面自由能低等優點。西北工業大學顏紅俠教授團隊在2015年開發了一種通過A2+B3酯交換縮聚反應制備超支化聚硅氧烷的方法(Macromol. Rapid. Comm., 2015, 36: 739-743),該方法與傳統的硅氫加成法和水解縮聚法相比,具有無需溶劑和催化劑,工藝簡單,原料來源豐富、易于大規模生產等特點。前期,該研究團隊通過分子結構設計合成了一系列超支化聚硅氧烷,發現其不僅生物相容性良好,具有聚集誘導發光特征(Macromolecules., 2019, 52: 3075),可廣泛應用于細胞成像(Biomacromolecules., 2020, 21: 3724)、藥物控釋(Biomacromolecules., 2019, 20: 4230)、防偽加密(Mater. Chem. Front., 2020, 4, 1375)以及甲醛吸附(J. Hazard. Mater., 2015, 287: 259)等領域;還能夠同時增強增韌雙馬來酰亞胺樹脂(J. Mater. Chem. C, 2016, 4: 6881),進一步在其分子結構中引入功能性基團,可賦予改性環氧樹脂高強、高韌、高阻燃等多功能一體化(Compos. Part B: Eng., 2021: 109043)。
近期,該團隊設計合成了一種以Si-O-C鏈段為骨架結構的超支化聚硅氧烷(HSiEP),不同于傳統的以Si-O-Si鍵為骨架的聚硅氧烷,其兼具聚硅氧烷的柔性和脂肪族聚合物的剛性。
展開 一種提升碳納米管/聚二甲基硅氧烷納米復合材料界面熱傳輸的微結構焊接工藝
值得注意的是,獲得的GS負載為4.75% wt%的GS-w-CNT /聚二甲基硅氧烷(PDMS)納米復合材料保持了5.58 W/mk的高導熱系數,與純CNT/PDMS納米復合材料相比,提高了410%。利用分子動力學模擬分析了界面焊接對傳熱行為的影響,發現GS焊接程度對降低GS-w-CNT結構中的聲子散射和CNT界面處的界面熱阻都有重要作用。這種獨特的焊接策略為優化填料增強聚合物納米復合材料的熱傳輸性能提供了新的途徑,促進了其在下一代微電子器件中的應用。研究成果以“An innovative graphene-based phase change composite constructed by syneresis with high thermal conductivity for efficient solar-thermal conversion and storage”為題發表于《Advanced Functional Materials》。
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圖文導讀
圖1.a) GS-w-CNT/PDMS制備工藝示意圖,b-e)碳納米管網絡在0 wt%, 1.2 wt%, 2.54 wt%和4.75 wt% GS載荷下的形態。
圖2.a - d)原始碳納米管網絡的TEM圖像a)和焊接了1.2 wt% b), 2.54 wt% c)和4.75 wt% d) GS的碳納米管網絡,e) GS-w-CNT高分辨率圖像,f) GS-w-CNT的FFT衍射圖。碳納米管網絡和焊接GS載荷為4.75%的碳納米管網絡的拉曼光譜g)和x射線衍射圖h),i,j)低i)和高j)倍率下,GS-w-CNT在PDMS中的分布形態,k) PDMS中焊接碳納米管結的高分辨率形貌。
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