不知火舞的被虐|伊人天伊人天天综合网|博洛尼亚天气|任你懆这里只有精品4|久久美日韩精品久久|掌中之物漫画免费阅读观看|0丨d老妇

聚合物多層膜的案例

從紅外顯微鏡看聚合物薄膜的化學構成
使用紅外顯微鏡表征聚合物薄膜的化學結構 ■ PerkinElmer, Inc. / Ian Robertson 引言 多層高分子在各行業中應用非常廣泛。其中一個主要用途是食品和消耗品的包裝材料。由于包裝需要滿足各種需求來保護其內部的產品,所以多層膜通常結構非常復雜。包裝材料必須能夠包裹住內部的產品,有足夠的強度和密封能力,其生產必須機械化操作而且成本合理。對于食品包裝材料,還要能夠保護內部的食品防止外界的環境對食品的質量和安全造成影響,從而增加儲存時間。多層膜中的每一層都有不同阻隔作用以保護外界不同因素可能造成的影響,比如濕度、光、氧氣、微生物和其他化學物質??偠灾?,傳統的高分子材料例如PET、PE、PS 和PP 等都可以用作包裝材料。這些包裝材料中有很大一部分最后都被扔至垃圾場或者被回料加工廠回收。這些材料中很多都只能緩慢地生物降解或者不能被生物降解,對環境污染非常大。因此,使用很多可生物降解聚合物或可分解聚合物來做包裝材料成為了人們的關注點。生物基材料由部分可再生或全部可再生材料制成,例如纖維素、淀粉或聚乳酸。這些生物基塑料是可生物降解的,但并不是無條件的。在有水、二氧化碳和生物能量的情況下,可分解塑料能夠被微生物完全生物降解。這些環境友好材料將來的發展前景更加廣闊。 紅外顯微已經成為表征多層聚合物膜結構之最重要的一種技術了。紅外光譜能夠鑒別材料的結構,而一臺紅外顯微鏡可以對最小10μm 的樣品進行分析,包括可以鑒別多層膜中每層的結構。本文介紹了紅外顯微鏡在傳統多層膜和新型可分解材料上的應用。 聚合物多層膜的紅外顯微鏡分析 聚合物膜的紅外顯微分析可以使用透射或者ATR 技術。
展開
【分析實例】聚合物中相分離過程的模擬
使用平均場模型評估NIPS(非溶劑誘導相分離)過程 溶劑蒸發和相分離是聚合物膜生產中的重要過程。模擬被用于評估相互作用、初始條件等對內部結構的影響。在J-OCTA和OCTA案例中,耗散粒子動力學(DPD)、粗?;疢D和平均場方法應用于定向自組裝(DSA)[1]、電極漿料涂層[2]和旋轉涂層[3]。NIPS(非溶劑誘導相分離)是一種生產細多孔的技術。在近期發表的幾篇論文中,考慮了流體力學效應[4]、DPD[5]、SCFT[6]、聚合物組分的玻璃化轉變[7,8]、粘彈性[9]和嵌段共聚物[10]的多尺度計算,詳見文末的參考文獻。本文給出了MUFFIN模塊中平均場的2D樣例:本例基于Flory Huggins自由能模型,參數取自參考文獻[4][6]。如圖1所示,計算域的上半部分為非溶劑,下半部分為含有聚合物、溶劑和非溶劑混合物的。當動力學計算開始時,非溶劑滲透到的下半部分;而中的溶劑擴散到上半部分。由于聚合物可溶于溶劑,但不溶于非溶劑,因此會發生相分離。以這些計算結果為基礎,就能將參考文獻中討論的效應考慮在內。 圖1.考慮NIPS過程的聚合物膜中相分離的時間演變,綠色和藍色區域分別代表聚合物和非溶劑組分 參考文獻: [1] https://www.j-octa.com/cases/caseA26/ [2] https://www.j-octa.com/cases/caseA36/ [3] https://octa.jp/components/muffin/ [4] Soft Matter,13, 3013, (2017) [5] J.
展開
靜電紡絲技術增強金剛石納米片/聚合物復合的熱導率
聚合物具有輕質、電絕緣、柔韌性等優良性能,能夠滿足柔性電子新技術發展的需要。然而,聚合物的低固有熱導率限制了它們在電子領域的應用為滿足散熱需求,通常在聚合物中加入填料,以增強聚合物復合材料的導熱性。 傳統混合方法得到的復合材料不僅填料在聚合物中的分布無序,當填料含量較低時不能形成導熱網絡,而且增加了聚合物基體與填料之間的界面熱阻。利用功能化填料降低填料/襯底界面處的熱阻是近年來的研究熱點,但該方法的實際應用受到填料狀態和加工方法的影響。因此,尋找一種有效的方法來提高低填料負載下聚合物復合材料的熱導率仍然是一個具有挑戰性的課題。 靜電紡絲技術不僅操作簡單,而且對纖維的直徑、形態和性質的控制效果好。但是,簡單的單軸靜電紡絲在構建特定結構方面存在局限性,并且難以在低分子量或無糾纏的聚合物溶液中形成纖維。然而,目前很少有研究通過不同噴嘴結構的靜電紡絲來構建獨特的結構,從而提高復合材料的導熱性能。靜電紡絲技術因其在構建連續納米纖維方面的獨特優勢而受到廣泛關注。 02 成果掠影 近期,桂林理工大學陸紹榮教授和中科院寧波材料與工程技術研究所虞錦洪研究員近期在開發高熱導率的熱管理材料取得新進展。 提出采用單軸靜電紡絲和同軸靜電紡絲的方法,制備了不同微觀形貌的單軸聚乙烯醇/納米金剛石片(U-PVA/ND)和同軸聚乙烯醇/納米金剛石片(C-PVA/ND)復合纖維薄膜。這兩種方法都不需要復雜的預處理程序和引入多余的添加劑。結果表明,ND含量為60 wt %的U-PVA/ND和C-PVA/ND復合纖維的導熱系數分別為71.3和85.3 W/(mK),分別是純PVA纖維的171.2和205.1倍。
展開
《Science Advances》通過多層陶瓷提高MAX相材料輻照穩定性!
目前一種被證明可用于制備抗輻照金屬材料的策略是制備金屬多層膜,因為這會產生高密度的界面,而界面可以吸收材料缺陷,導致輻照損傷的恢復和復合。此外,這些界面還可以通過設計提高材料的強度、韌性和抗氧化性,從而對材料性能發揮重要作用。 現在,威斯康星大學麥迪遜分校的科學家們將類似的策略應用于一類基于 MAX 相材料、SiC和TiC的抗輻照陶瓷多層膜材料,他們仔細研究了這種多層陶瓷在各個界面上發生的過程,借此提出了增強該材料輻照穩定性的方法。這項工作為創造新型層狀陶瓷打開了大門,這類陶瓷多層膜材料可用作核反應堆的結構和涂層材料等強輻照環境之中。該研究以Enhancing the phase stability of ceramics under radiation via multilayer engineering為題發表在2021年6月的《Science Advances》雜志上。 論文鏈接: http://advances.sciencemag.org/content/7/26/eabg7678 “陶瓷通常具有良好的耐腐蝕性和高溫穩定性,因此它們在核應用中可以發揮特殊作用,”威斯康星大學麥迪遜分校材料科學與工程教授 Izabela Szlufarska 說。“多層膜的方法在金屬系統中是成功的。但是陶瓷的行為與金屬截然不同。問題之一是界面是否對陶瓷有益,因為這些材料中的缺陷行為更為復雜。此外,陶瓷通常由彼此截然不同的元素組成,這些元素中的每一個都可能與界面發生不同的相互作用,從而導致對輻照的復雜反應?!?/span>
展開
聚合物多層膜圖1
英國圣安德魯斯大學Nature Communications: 柔性、超輕聚合物半導體激光器
Gather教授課題組通過一種簡單的制作方法得到了一種基于聚合物薄膜、無支撐和超薄的有機分布式反饋激光器。這種激光器不到500 nm,超輕(m/A<0.5gm-2),并擁有卓越的機械柔性。該成果以題為"Flexible and Ultra-Lightweight Polymer Membrane Lasers"發表在Nature Communications上。 【圖文導讀】 圖1. 薄膜激光器的制造和物理性質 (a).圖示激光迭陣浸在水中; (b).激光迭陣的組成; (c).圖示浮 (d).浮圖; (e).二階DFB激光薄膜的垂直激光發射; (f).薄膜激光器圖; 圖2. 薄膜激光器的表征 (a).不同材料激光器的輸入-輸出性質; (b).基于F80.9BT0.1的薄膜激光器的發射光譜; (c).光譜線寬vs器件輸入能量密度; (d).近場和遠場發射; 圖3. 薄膜激光器紙幣安全上的應用 圖4. 薄膜激光器在可穿戴安全標簽上的應用 【小結】 在這個工作中,作者報道了通過一種簡單的制作方法,得到了一種基于聚合物薄膜、無支撐和超薄的有機分布式反饋激光器。這種激光器不到500 nm,超輕(m/A<0.5gm-2),并擁有卓越的機械柔性。 文獻鏈接:Flexible and Ultra-Lightweight Polymer Membrane Lasers(Nat. Commun., 2018, DOI: 10.1038/s41467-018-03874-w)
展開
領先的光子學仿真工具Ansys Lumerical功能詳解:分析多層的優秀仿真工具
STACK是分析多層膜的最佳仿真工具,和求解麥克斯韋方程相比能迅速仿真如抗反射、OLED、VCSEL等組件的光學特性。能精準描述多層膜的波動光學特性,如干涉以及微腔效應,并支持平面波和偶極子光源。STACK支持腳本運算,通過API能和Python或Matlab互操作。 規格概要 · 支持平面波和偶極子 · 支持大面積多層膜設計 · 考慮微腔和干涉效應 STACK的主要應用 · OLED · VCSEL · 抗反射 .微腔 · 多層薄膜 主要特點 STACK分析求解器 STACK求解器比直接仿真Maxwell方程的速度更快。它適用千薄膜應用的快速原型設計,并且可使用平面波和偶極 子光源照明。求解器考慮干涉和微腔效應。 通過腳本進行互操作 通過Lumerical腳本語言、自動化API以及Python和 MATLABAPI實現互操作性。 Ansys光學軟件產品推薦 ZEMAX Ansys Zemax是一套綜合性的光學設計軟件,它提供先進的、且符合工業標準的分析、優化、公差分析功能,能夠快速準確的完成光學成像及照明設計。 SPEOS Speos是Ansys公司開發的專業用于光學設計、環境與視覺模擬系統、成像應用的光學仿真軟件,已經廣泛用于航空, 航天, 軍工,汽車,軌道交通、通用照明等領域,也可依據人眼視覺特征和材料真實光學屬性進行的場景仿真。
展開
青科大閆業海教授課題組在高性能聚合物分離方面取得系列進展
分離技術因其低能耗、低成本、分離效率高等優點,成為獲取水資源的主要技術。近年,青島科技大學閆業海教授及課題組內張廣法副教授、高愛林副教授在開發新型高效分離材料方面開展了大量工作,并取得系列進展。 在海水淡化用分離領域,為進一步提高的脫鹽效率和產水率,課題組分別研究了雙疏型蒸餾用和高效界面光熱轉換。針對蒸餾技術中,單一疏水型聚合物膜容易被含有機溶劑或表面活性劑的原料液潤濕,進而導致污染和截鹽率下降的問題,課題組巧妙利用NIPS法制過程中易于得到的互穿網絡孔結構提供構建雙疏表面的倒懸結構。獲得的疏水疏油聚砜對水和有機溶劑均表現出抗浸潤性,延長蒸餾使用周期(見圖1)。 圖1雙疏型聚砜的形貌、浸潤性與蒸餾性能 該研究成果發表于領域top期刊Journal of Membrane Science,第一作者為碩士生范慧琴。 原文鏈接: https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.117933 界面光熱轉換可利用太陽能作為加熱源,實現對海水的蒸發收集。其中提高光熱轉換界面層的光熱轉換效率是提高水蒸發速率的關鍵。課題組將還原氧化石墨烯(rGO)包覆的聚苯乙烯微球沉積于聚砜表面,構建具有高度粗糙結構的rGO吸光層,進一步提高了表面對太陽光的吸收效率(96%),水蒸發速率可提高至1.86 kg m-2h-1,見圖2。
展開
PRL::PbTiO3/SrTiO3多層中不同偶極構型的拓撲缺陷研究
【成果簡介】 西安交通大學賈春林和美國阿肯色大學Laurent Bellaiche等人報道了PTO/STO外延多層膜中電偶極子獨特構型的拓撲缺陷。他們通過定量高分辨率掃描透射電子顯微學技術,基于原子分辨率高角度環形暗場(HAADF)圖像確定了原子位置,從而在多層PbTiO3/SrTiO3的PbTiO3層中揭示了納米電拓撲缺陷的新穎結構,包括電偶極子波,偶極子向錯和其他電拓撲缺陷。這些拓撲缺陷結構也通過原子尺度數值模擬來重現,證實并解釋了這些電拓撲缺陷的存在和性質。該研究發表于Physical Review Letters,題為“Topological Defects with Distinct Dipole Configurations in PbTiO3/SrTiO3 Multilayer Films”,第一作者為西安交通大學路璐。 【圖文導讀】 圖1.HAADF圖像與晶胞偶極子的矢量圖 (a)STO基底上超晶格的[100] HAADF圖像。插圖顯示了界面的放大部分和原子細節。 (b)由(a)中顯示的圖像確定的晶胞偶極子的矢量圖,揭示了具有明顯模量值的偶極子出現在PTO層(黃色區域)中。藍色半圓表示偶極子的相似排列構型。紅色框標記具有特殊偶極子排列構型的位置,這些構型被放大并示于圖2和圖3中。 圖2. A/B局域放大圖與數值模擬 (a)圖1(b)中A部分的放大圖,示出了具有雙曲線形狀(粉紅-綠色區域)的極化域和具有特征為外流漩渦(紅色彎曲箭頭)的偶極子渦流。紅色的橢圓表示一個閉合小渦流,其中面內偶極矩相對較小。(b)圖1(b)中B部分的放大圖,展示出PTO層中的偶極子波的細節。藍色的小圓圈表示與偶極子波相關的氣泡。(c)PTO薄膜在-0.6%壓縮應變下,數值模擬平衡偶極子波顯示出與(b)中實驗觀察的一致性。 圖3.
展開
哈工大(威海)程喜全副教授:用于環境修復的PSS-g-UiO-66增效聚合物分離
高性能分離技術可以去除染料、抗生素、CO2等分子級別污染物,是解決水污染問題和全球變暖等問題的重要手段。然而,分子分離滲透性和選擇性之間的“trade-off”現象是分子分離技術規模化去除分子污染物的障礙。近年來,通過納米填料調整聚合物選擇層孔結構的方法引起了廣泛關注,尤其是通過金屬有機框架化合物(MOFs)等材料的有機基團可以提高納米填料與聚合物膜之間的相容性,從而增強的滲透性和選擇性。但是,納米粒子的團聚趨勢阻礙了這類的規模化制備。 近日,哈爾濱工業大學(威海)程喜全副教授團隊通過在UiO-66上接枝對苯乙烯磺酸鈉(PSS)設計了一種高度分散的納米顆粒(UiO-66-PSS),并將這種納米顆粒分別增效聚電解質納濾和PEBA氣體分離傳質過程。PSS作為一種帶負電荷的水溶性物質可以促進UiO-66在水相中的分散并減少UiO-66顆粒間的聚集,獲得性能優異的納米復合。 圖1.(A)在UiO-66表面接枝PSS鏈的示意圖;(B)高度分散的PSS-UiO-66可實現在水環境修復和二氧化碳捕獲中的高效分離 通過原子轉移自由基聚合(ATRP)技術將PSS接枝到UiO-66上,改善了UiO-66的分散性并調整了改性UiO-66與PEM的聚電解質選擇層之間的相互作用。接枝后,UiO-66-PSS展現出優異的分散性,較小的納米顆粒尺寸和較窄的尺寸分布。 圖2.
展開
:非對稱多層多孔聚合物薄膜的一步法制備及其藥物控釋應用
多孔聚合物薄膜因具有輕質、高比表面積、易加工和結構設計靈活等優越性能,而被廣泛應用于多個重要領域。隨著多孔聚合物材料的應用場景日益前沿化,如何制備具有復雜三維孔洞形貌的多孔聚合物材料成為該領域研究者的新挑戰。其中具有有序/無序復合型非對稱結構特點的多孔聚合物薄膜,由于其在分離等領域所獨有的應用優勢,獲得了越來越多的關注。到目前為止,這類多孔結構所報道最多的制備方法是利用嵌段共聚物自組裝和相轉化方法相結合來實現的。然而這一方法存在原料不易得、需多步執行等限制,且無法通過制備過程的調控有效實現多孔結構的可控設計。 近日,寧波大學孫巍團隊提出一種新型非對稱多孔多層薄膜的制備方法,通過實施反相乳液-水滴模板(Ie-BF)法,利用反相乳液水滴和高濕度凝結水滴的協同模板化作用,在所制備的聚合物薄膜表面和本體層中實現同步致孔,一步法制備得到有序/無序非對稱結構化的多層多孔Ie-BF薄膜,并利用其特殊的多孔結構特點實現藥物分子持續可控釋放的應用目的。 圖1. 非對稱多層多孔Ie-BF薄膜的制備過程和實現藥物加載釋放的示意圖 研究團隊通過對Ie-BF法實施過程中乳液配方、實施環境條件等實驗條件的控制,成功構建了由表面有序單層多孔陣列層和本體無序多層多孔基體層組成的非對稱結構,并證實了高濕度凝結水滴和乳液水滴分別是表面層和本體層致孔的主要來源,且兩種致孔因素也分別參與到本體層和表面層的致孔過程,由此形成了一個高度動態可控的復雜多孔結構制備過程。
展開
:MOFs強化兩性聚合物納米流體
具有分子/離子級超快選擇性傳輸通道結構的納米流體是實現高效分離、催化、離子整流、生物傳感、以及能量儲存和轉換的核心器件。然而,現有報道的納米流體通常是由生物水通道蛋白、無機碳納米管、二維納米片以及多孔框架材料等通過復雜的納米化學合成方法和制過程獲得,成本高、能耗大和面積較小等問題限制了其規?;苽浜蛻谩?em>聚合物材料易于合成、成膜性好,但是常規聚合物分子鏈間容易相互纏繞和緊密堆疊,因此,制備高效選擇性傳輸的聚合物納米流體仍是一個巨大的挑戰?;诖?,浙江工業大學分離與水科學技術研究院高從堦院士團隊與北京工業大學環境化工系安全福教授團隊合作,提出了以兩性聚合物納米粒子為模板誘導界面晶化構筑超高滲透選擇性聚合物納米流體的研究策略。相關成果以“Superfast Water Transport Zwitterionic Polymeric Nanofluidic Membrane Reinforced by Metal–Organic Frameworks”為題在《Advanced Materials》期刊上發表, 該工作提出“以兩性聚合物納米粒子為模板誘導界面晶化”構筑聚合物納米流體的研究策略。利用兩性聚合物納米粒子含有的兩性離子基團吸附金屬離子配位,進而誘導納米晶體MOFs在兩性聚合物納米粒子外層及粒子界面限域空間原位生長(圖1)。納米晶體MOFs具有高孔隙率、大比表面積,將其引入可以調控兩性聚合物納米基元界面孔尺寸,同時進一步提升的孔隙率及孔有效連通性。
展開
聚合物多層膜圖2
:變天然云母粉為高性能仿生聚合物云母
圖3聚合物云母的光學性能 (a) 仿生云母制備的示意圖; (b) 不同比例的仿生云母的可見紫外透過率; (c-d) 仿生云母和其他仿貝殼粘土復合的可見光透過和紫外屏蔽性質的對比; (e-f) 大尺寸的仿生云母的實物照片和微觀結構; (g) 不同厚度的仿生云母的可見紫外透過率。 圖4 聚合物云母的機械性能以及柔性透明器件制備 (a-c) 仿生云母和其他仿貝殼粘土復合拉伸應力和光學性能的對比; (d-e) 仿生云母的斷裂形貌和斷裂機理; (f) 仿生云母和其他仿貝殼粘土復合的紫外老化對比; (g-i) 以仿生云母為基底的柔性電子器件。 【小結】 本文中成功實現了超薄云母納米片的大量剝離法制備,并進一步利用噴涂組裝技術將所得云母納米片制備成了具有優異的機械性能、高電絕緣性和可見紫外光選擇性的類貝殼層狀結構的仿生聚合物云母,其整體性能優于天然片云母和其他種類的粘土仿貝殼薄膜。基于該種聚合物云母的獨特性能,其在柔性透明電子器件等領域具有廣闊的應用前景。此外,該技術還有望推廣到其他聚合物復合材料以及透明的紫外屏蔽涂層的研發。 文獻鏈接:Transforming ground mica into high-performance biomimetic polymeric mica film (Nat. Commun. 2018, 9, 2974, DOI: 10.1038/s41467-018-05355-6)
展開
哈工大冷勁松教授團隊《中國科學》綜述:形狀記憶聚合物微納米纖維在生物醫學中的應用進展
形狀記憶聚合物作為一種新興的智能材料能夠記憶暫時形狀,并在外界激勵條件下主動回復到初始形狀。基于靜電紡絲技術,將形狀記憶聚合物及其復合材料制備成纖維結構,實現熱、電、光、PH、水、磁及電效應等激勵變形過程,在生物醫療、智能紡織、傳感、驅動等方面應用廣泛。近年來,受到了國內外學者的廣泛研究和關注。 哈爾濱工業大學冷勁松教授團隊就近10年形狀記憶聚合物微納米纖維的制備技術、結構形貌、驅動方法及其生物醫學應用進行了系統論述。文章總結了由靜電紡絲技術制備的形狀記憶聚合物微納米纖維的多種結構,包括無紡、核殼、中空、取向纖維等結構(Fig3)及其不同的驅動方式,包括熱驅動、磁驅動、水驅動等驅動方法。隨后,文章對形狀記憶聚合物微納米纖維在骨組織支架、骨組織修復、神經支架(Fig10)及細胞培養等方面的應用進行了系統總結。最后,該團隊對目前形狀記憶聚合物材料其他結構在血管直接、氣管支架、骨修復藥物及細胞載體、動脈瘤、血栓和心臟貼片等醫學領域中的應用進行了概括,并對形狀記憶聚合物微納米纖維未來的發展方向進行了展望。 圖文速遞 圖3 不同結構的纖維無紡結構(a)[30];核殼結構(b)[33];中空結構(c)[34]和取向纖維(d)[37] 圖10 在第9天,在(A)P5,(B)P5C0.5,(C)P5C1和(D)P5C2納米纖維上培養PC12細胞表達的NF200[45] 形狀記憶聚合物微納米纖維在生物醫學中的應用進展相應文章發表于《中國科學:技術科學》雜志上,相信這篇綜述對相關領域的研究者具有重要的參考價值。 全文連接: https://doi.org/10.1360/N092018-00126 來源:高分子科學前沿
展開
激光共聚焦顯微拉曼光譜儀在高分子材料表征中比紅外有哪些優勢?
設備簡介 設備名稱:激光共聚焦顯微拉曼光譜儀 設備型號:DXR 3xi 在樣品分子結構和空間分布分析時,通常會遇到很多具有一定透明度的樣品如超薄多層聚合物、半導體多層膜、鍍層、多層纖維、生物細胞等,不僅需要實現表層信息的分析,同時需要探測內部成分和空間分布信息,而這些樣品大多數不能或不易切片,需要尋求具有無損探測樣品內部信息的分析手段。 國高材分析測試中心配備的顯微拉曼光譜儀具有獨特的Y-Z“切面”成像(縱向深度)和可視化3D成像(X-Y-Z)功能,均可以實現無損分析。利用儀器的針孔式真共焦功能,高精度自動平臺自動控制采集樣品縱向深度拉曼信號,無需樣品破壞和物理切片,輕松實現多層樣品深度上和三維空間上成分定性、成分分布及每層厚度的無損分析,從而實現樣品更加全面直觀的空間立體研究。 儀器結構及工作原理 圖1 高速高分辨激光共聚焦拉曼光譜儀結構示意圖 用激光作為光源激發樣品,樣品與激光相互作用后,樣品會發出拉曼信號。拉曼信號連同瑞利散射光等雜散光一起先后經過濾光片和共聚焦針孔,濾光片和共聚焦針孔會濾除絕大部分的雜散光,只允許所需要的樣品的拉曼信號進入光譜儀,樣品拉曼信號進入光譜儀后,通過光柵分光,將白光分成不同波長的光,不同波長的光信號進入檢測器,通過光電轉化,得到拉曼光譜。拉曼光譜是指紋性譜圖,可以提供樣品的化學結構、相和形態、結晶度以及分子相互作用的詳細信息。
展開