向聚合物凝胶添加有序结构可使其用途共广泛

凝胶状材料具有广泛的应用,特别是在化学和医学领域。但是,它们的有用性有时会受到其固有的随机性和无序性的限制。东京大学固体物理研究所的研究人员找到了一种生产新型凝胶的方法,该方法克服了这一局限性。

这使得凝胶仍然像现有的凝胶一样具有延展性和适应性,但是结构更加有序,可以在各个领域开拓新的可能用途。

新型均相聚合物凝胶的样品。

研究背景

当您听到“凝胶”一词时,您可能会联想到一些粘性物质的图像,例如某些化妆品物质或记忆泡沫床垫的内部。但是在科学研究领域,凝胶有更具体的定义。严格来说,凝胶是聚合物的三维网络(分子链),在化学链之间具有微孔。

这些聚合物的性质和排列方式使凝胶在常规应用(例如化学过滤或药物递送)中具有不同的功能。聚合物网络凝胶的产生难以控制,因此它们非常无序,并且包含许多结构不一致或缺陷。

据说它们是异质的,这意味着它们的形式在整个结构中变化很大。

研究过程

研究助理Xiang Li及其同事发现了一种在制造聚合物凝胶时保持高水平有序性的新颖方法。结果是均匀的凝胶,在其整个结构上更一致,同时仍提供高度多孔和可延展材料的优点。

证明合成非常均匀的凝胶网络实际上非常容易。首先,将一些星形聚合物紧密地包装在溶剂中,并加入一些化学物质,这些化学物质在活化后将这些星形聚合物结合在一起。

然后,以受控方式活化了结合或交联化学物质;这反过来导致了这种方法比通常预期的要多得多的有序聚合物凝胶网络。”

研究结果

基于称为键渗渗的概念的制造过程非常有效地产生了有序的凝胶网络,以至于研究人员感到这迫使他们重新定义实际上构成凝胶的物质。以前,一种凝胶被认为含有无序和缺陷,但是这些不再是关键特性。

但是,所有这些工作不仅是为了创造新事物,它有很强的目的,并可能带来一些有趣的进步。

Li解释说:“定制灵活的凝胶网络可用于高性能化学过滤器、柔性传感器、机械执行器、受控药物释放甚至超透明光纤等应用中。”

“我们希望鼓励其他人继续在这里的工作,并根据我们的开始寻找其他方法来合成新的聚合物凝胶。尽管我们的方法非常具体,但却为更通用的实验平台奠定了基础。”

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