華南理工大學嚴玉蓉教授團隊《AFM》：水/離子液體二元溶劑成就高性能PNIPAM離子凝膠

2024-06-24 07:50
高分子科學前沿

聚（N-異丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）凝膠可響應溫度刺激表現出體積和親水性的改變，在柔性致動器、柔性傳感器和儲能管理領域引起了廣泛關注。然而，傳統的PNIPAM凝膠由於弱的分子鏈間相互作用以及必要的共價交聯，表現出低的械性能和不理想的自恢復能力。

日前，華南理工大學嚴玉蓉教授團隊發展了一種水/離子液體（H₂O/IL）二元溶劑，利用H₂O/IL二元溶劑可製備完全物理交聯的PNIPAM離子凝膠。該PNIPAM離子凝膠具有優異的機械性能和溫度管理的粘附特性。相關工作以題爲“Fully Physically Crosslinked PNIPAM Ionogels with High Mechanical Properties and Temperature-Managed Adhesion Achieved by H₂O/Ionic Liquid Binary Solvents”發表在《Advanced Functional Materials》上。華南理工大學材料科學與工程學院碩士生許斯佳和博士生伍紹吉爲共同第一作者，華南理工大學材料科學與工程學院嚴玉蓉教授、廣州檢驗檢測認證集團有限公司的廣東省藥監局醫用紡織防護產品質量研究與評價重點實驗室朱銳鈿正高級工程師爲共同通訊作者。

H₂O/IL二元溶劑能提供額外的氫鍵和疏水相互作用，並顯著提高NIPAM的溶解度（高達60 wt.%，而NIPAM在水中溶解度< 30 wt.%）。H₂O/IL二元溶劑與NIPAM的良好相容性使得透明的PNIPAM離子凝膠可通過簡單的一鍋法原位聚合而成。此外，該H₂O/IL二元溶劑調節策略具有一定通用性，具有相似結構的ILs也可用於構建高性能的PNIPAM離子凝膠。