研究人员使用带电聚合物组装材料 防止车窗玻璃结冰

据国外媒体报道，软物质存在于许多日常物质中，如食物、化妆品、人体细胞等。这些微小的软材料的结构是由各种相互作用决定的，其中之一就是静电相互作用。埃因霍温理工大学(TU/e)博士生Christian Sproncken利用静电相互作用将软材料组装成各种由带电聚合物链组成的结构。这些材料可用于光子微芯片的响应涂层，或用于防止汽车挡风玻璃或飞机机翼结冰的材料。

(来源:埃因霍温理工大学)

带相反电荷的分子相互吸引。用这种吸引力建造的材料具有有趣的特性。这种吸引力是基于静电相互作用，不仅是可逆的，而且可以通过改变溶液的性质来调节，如盐浓度或pH值。使用两种电荷相反的聚合物，通过静电相互作用控制聚合物的共组装模式，可以制造各种材料。

世界是柔软的。

Sproncken在Ilja Voets领导的自组织软材料实验室完成了他的研究。他说:“世界上到处都是软材料。想想化妆品或人体细胞中的长链聚合物。当然，这些结构是由更小的单元组成的，如乳液或短链聚合物。真正有趣的是，这些单元可以以不同的方式组合起来，制成新材料。”

在研究过程中，Sproncken主要感兴趣的是如何将带相反电荷的聚合物结合起来，组装出适合不同应用的新材料，如可重编程光子材料的涂层和具有抗冻性的材料。

本研究表明，静电共组装的聚合物基软材料体系具有广泛的应用潜力。

材料

首先，Sproncken将基底浸入一些含有聚电解质的溶液中，制备软材料涂层。聚电解质是带有电解质或带电基团的聚合物。根据溶液的酸度(pH值)，生成的聚合物网络会膨胀和塌陷。通过操作这种曝光工艺，可以生产干燥的聚合物膜，并且其孔隙率可以非常低或非常高。这种材料的折射率取决于材料的孔隙率，因此它成为光子学应用的理想材料。”

事实上，Sproncken等人通过在微芯片上涂覆这种可变孔隙率的材料，制备了可重编程的光子微芯片。

除去…上的冰

对于下一种聚合物组装方法，Sproncken等研究人员将聚电解质复合物核心的冰键聚合物添加到胶束或胶体颗粒中。附着不带电的聚合物可以防止核生长或合并成尺寸无法控制的大聚合物。

当这种特殊的聚合物与冰晶结合时，它可以减缓冰晶的生长。这将有助于制造相关材料，以防止汽车挡风玻璃或飞机机翼上产生不必要的冰。Sproncken说:“我们发现这种聚合物在被胶束包裹后仍然保持着冰结合活性。这使得静电共组装成为一种有前途的工具，可以作为设计防冰材料的基础。”

定时响应

最后，Sproncken讨论了控制溶液中带相反电荷的聚合物之间相互作用的方法。带相反电荷的聚合物直接混合通常会导致相分离，即聚合物密相和聚合物稀相。

为了稳定聚电解质的纳米尺度结构，Sproncken使用反应网络来固定聚合物纳米粒子的大小和形状。“这个反应网络的运作是双重的，既可以调节带相反电荷的大分子之间的相互作用，也可以将一些链结合在一起。”

未来，这种稳定的纳米颗粒可以在生物医学应用中用作纳米载体，这一切都要归功于所谓的定时反应，它可以防止形成大的无法使用的聚合物。据国外媒体报道，软物质存在于许多日常物质中，如食物、化妆品、人体细胞等。这些微小的软材料的结构是由各种相互作用决定的，其中之一就是静电相互作用。埃因霍温理工大学(TU/e)博士生Christian Sproncken利用静电相互作用将软材料组装成各种由带电聚合物链组成的结构。这些物质……ls可用于光子微芯片的响应涂层，或用于防止汽车挡风玻璃或飞机机翼结冰的材料。

(来源:埃因霍温理工大学)

带相反电荷的分子相互吸引。用这种吸引力建造的材料具有有趣的特性。这种吸引力是基于静电相互作用，不仅是可逆的，而且可以通过改变溶液的性质来调节，如盐浓度或pH值。使用两种电荷相反的聚合物，通过静电相互作用控制聚合物的共组装模式，可以制造各种材料。

世界是柔软的。

Sproncken在Ilja Voets领导的自组织软材料实验室完成了他的研究。他说:“世界上到处都是软材料。想想化妆品或人体细胞中的长链聚合物。当然，这些结构是由更小的单元组成的，如乳液或短链聚合物。真正有趣的是，这些单元可以以不同的方式组合起来，制成新材料。”

在研究过程中，Sproncken主要感兴趣的是如何将带相反电荷的聚合物结合起来，组装出适合不同应用的新材料，如可重编程光子材料的涂层和具有抗冻性的材料。

本研究表明，静电共组装的聚合物基软材料体系具有广泛的应用潜力。

材料

首先，Sproncken将基底浸入一些含有聚电解质的溶液中，制备软材料涂层。聚电解质是带有电解质或带电基团的聚合物。根据溶液的酸度(pH值)，生成的聚合物网络会膨胀和塌陷。通过操作这种曝光工艺，可以生产干燥的聚合物膜，并且其孔隙率可以非常低或非常高。这种材料的折射率取决于材料的孔隙率，因此它成为光子学应用的理想材料。”

事实上，Sproncken等人通过在微芯片上涂覆这种可变孔隙率的材料，制备了可重编程的光子微芯片。

除去…上的冰

对于下一种聚合物组装方法，Sproncken等研究人员将聚电解质复合物核心的冰键聚合物添加到胶束或胶体颗粒中。附着不带电的聚合物可以防止核生长或合并成尺寸无法控制的大聚合物。

当这种特殊的聚合物与冰晶结合时，它可以减缓冰晶的生长。这将有助于制造相关材料，以防止汽车挡风玻璃或飞机机翼上产生不必要的冰。Sproncken说:“我们发现这种聚合物在被胶束包裹后仍然保持着冰结合活性。这使得静电共组装成为一种有前途的工具，可以作为设计防冰材料的基础。”

定时响应

最后，Sproncken讨论了控制溶液中带相反电荷的聚合物之间相互作用的方法。带相反电荷的聚合物直接混合通常会导致相分离，即聚合物密相和聚合物稀相。

为了稳定聚电解质的纳米尺度结构，Sproncken使用反应网络来固定聚合物纳米粒子的大小和形状。“这个反应网络的运作是双重的，既可以调节带相反电荷的大分子之间的相互作用，也可以将一些链结合在一起。”

未来，这种稳定的纳米颗粒可以在生物医学应用中用作纳米载体，这一切都要归功于所谓的定时反应，它可以防止形成大的无法使用的聚合物。

标签：发现前途

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