التركيب الخشن المجهري والتكوين الكيميائي للطاقة السطحية: العناصر الأساسية المزدوجة لمواد العمل الفائقة

2025-03-31 13:57:21

يمكن استخدام جزيئات خشنة منظمة بشكل هرمي لبناء الطلاءات الجسيمات الفائقة. من ناحية أخرى ، فإن إدخال مواد وظيفية على أسطح الجسيمات يعتمد بشكل أساسي على تقنيات التعديل ، والتي تتضمن غالبًا معدلات طاقة سطحية باهظة الثمن ، وإجراءات تشغيلية معقدة ، واستقرار هيكلي غير كافٍ.

المجهرية البوليمر المجوفة كمركبات ميكروغرام
تعمل المجهرية البوليمرية المجوفة ، التي تتكون من تجاويف مختومة وقذائف مسامية ، كمجالين مثاليين. استنادًا إلى مبدأ "مثل الذوبان مثل" ، يمكن غرس المواد المتفاعلة البوليمرية الزيتية في هذه التجاويف لتشكيل microdomains المتنوعة البلمرة. تحت التدفئة التي يتم التحكم فيها ، يمكن أن يتم بثق البوليمر الناتج من هذه المجهرية ، مما يولد نتوءات ثانوية نانوية على سطح القشرة. هذه جزيئات جميع البوليمرات المزدوجة النانوية الدقيقة (MNDPs) تظهر بطبيعتها خصائص سوينت فائقة دون الحاجة إلى مزيد من التعديل أو الوظيفية الخارجية.

اختراق لفريق أبحاث جامعة شينجيانغ
في الآونة الأخيرة ، استخدمت مجموعة البروفيسور تشن تشنغ في جامعة شينجيانغ بولي المجوف المائي (الستايرين-ديفينيل بنزين) [P (S-DVB)] مجهرية كبوليمرية. من خلال غرس المونومرات والمبادرات المفلورة في التجاويف لتشكيل وحدات micropication ، قاموا بنجاح بتصنيع MNDPs مع قابلية التبلل القابلة للضبط. أظهرت الطلاءات الناتجة خصائص ترطيب قابلة للتعديل وسمار المياه الساخنة من خلال تغيير أنواع المونومر المفلورة. هذا العمل ، بعنوان "جزيئات Micro-Nano مزدوجة الجهد البوليمر لإنشاء سطح متورعين مع قابلية السيطرة على مبللة وتربية المياه الساخنة ،" تم نشره في مجلة الهندسة الكيميائية.

المنهجية
في هذه الدراسة ، قام المؤلفون بامتصاص مرحلة زيت التفاعل (التي تضم مونومرات ، وروابط متشابكة ، ومونومرات مفلورة ، والمبادرين) في تجاويف مجوفة من المجهرية البوليمر تحت تحريك درجة حرارة الغرفة. عند التسخين ، تم بلمرة المواد المتفاعلة الداخلية ، مما تسبب في تجويف الأساسي والمسامات القذارة تفيض وتوليد العديد من نتوءات سطح البوليمر النانوية. يمكن السيطرة بدقة على الخواص الفيزيائية والكيميائية لـ MNDPs الناتجة عن طريق ضبط تكوين المونومر المفلور.

التطبيقات

1. المنسوجات الفائقة الرهابية: تم استخدام MNDPs مع سلاسل fluoroalkyl قصيرة لإنشاء الأقمشة ذات التنظيف الذاتي.

2. الأقمشة المحببة للحرارة: MNDPs القريبة من الفلور ، تم إنشاؤها المنسوجات المقاومة حرارياً ، مما يمنع تغلغل أو نشر قطرات سائلة عالية الحرارة.

خاتمة
يوضح هذا العمل أن MNDPs يمكنه هندسة الأسطح الفائقة مع قابلية القابلية للبرمجة من خلال تخصيص الهياكل الهرمية وكيمياء الطاقة السطحية. بحثت الدراسة بشكل منهجي في أدائها في المنسوجات الرخوة الفائقة والحرارة. علاوة على ذلك ، تبرز آلية الترطيب الفريدة للطلاء المقاوم حرارياً القيمة العلمية وإمكانية التطبيق للبنية غير المعدلة التي تعتمد على الجسيمات في مواد تجويف متعددة الوظائف.