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新型凝胶可随环境变色

更新时间  2022-10-09 13:04 阅读
本文摘要:美国麻省理工学院研发出有一种新型凝胶结构,它能对周围环境,如温度、压力、盐度和湿度等做出号召,从而较慢地转变颜色。*称之为这是一种使光子材料的光学特性可随时展开普遍调节的精妙且简陋的方法。 涉及论文公开发表在近期出版发行的《大自然?材料》杂志网络版上。 为了寻找颜色固定式的新型材料,研究人员自装配共聚物薄膜,该薄膜由聚苯乙烯和聚乙烯嘧啶(P2VP)两种材料交错而出。 这些层的厚度和折射率要求了哪些光需要被凝胶光线。

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美国麻省理工学院研发出有一种新型凝胶结构,它能对周围环境,如温度、压力、盐度和湿度等做出号召,从而较慢地转变颜色。*称之为这是一种使光子材料的光学特性可随时展开普遍调节的精妙且简陋的方法。

涉及论文公开发表在近期出版发行的《大自然?材料》杂志网络版上。  为了寻找颜色固定式的新型材料,研究人员自装配共聚物薄膜,该薄膜由聚苯乙烯和聚乙烯嘧啶(P2VP)两种材料交错而出。

这些层的厚度和折射率要求了哪些光需要被凝胶光线。研究人员找到,在维持聚苯乙烯层的厚度恒定,转变聚乙烯嘧啶层厚度的情况下,施予一定的外部性刺激(比如pH值和盐度),可造成凝胶的颜色在几分之一秒内发生变化。  研究人员找到,掌控P2VP层厚度的关键是让每层P2VP中的氮元素拿着一个正电荷,构成一条单体电解质链,在水中它能收缩10倍以上。

如果沿着该电解质链的电荷被另外的电荷屏蔽,譬如给渗透到凝胶的水中加到高浓度的盐离子,该电解质链就不会被毁坏,沦为一个无序卷曲的球团。当盐离子被卷走时,这个正电荷再次和其他电荷互相再次发生敌视造成链被缩短,引发每个P2VP层的收缩,从而使材料反应出有有所不同的颜色。

  因为这种二嵌段聚合物薄膜是一维周期性的,因此收缩只仅限于在一个维度再次发生,从而产生的颜色变化可约光线光波长的5.75倍。这和原本三维晶格导电胶产生的颜色变化比起有了极大的提高。

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三维拓展的凝胶产生的颜色变化范围要大得多。  研究也证实,这种新型的凝胶对压力、湿度和温度等都*脆弱。用于机械力和化学力可取得相当大的号召,颜色的变化范围可涵括从紫外光到红外光的整个光谱范围。

目前,研究人员正在就凝胶对电压号召产生的颜色变化展开科学试验。  这项新型凝胶可用于廉价、较慢的化学反应器。譬如,在食品加工厂,这种凝胶可作为环境感应器,用作检测过分曝露于湿气中的食品否必需维持潮湿。


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