智能材料是材料科学领域的新方向

   2021-12-24 工业品商城111
核心提示:现在,新加坡国立大学(NUS)先进二维材料中心(CA2DM)的研究人员创造了一类新的智能材料。它具有二维材料的结构,但表现得像电解质,这使其可能成为在体内输送药物的一种新方式。  就像传统的电解质一样,这些新的二维电解质在不同的溶剂中解离其原子,并变得带电。此外,这些材料的排列可以由外部因素控制,如pH值和温度
       现在,新加坡国立大学(NUS)先进二维材料中心(CA2DM)的研究人员创造了一类新的智能材料。它具有二维材料的结构,但表现得像电解质,这使其可能成为在体内输送药物的一种新方式。
  就像传统的电解质一样,这些新的"二维电解质"在不同的溶剂中解离其原子,并变得带电。此外,这些材料的排列可以由外部因素控制,如pH值和温度,这是定向药物输送的理想选择。二维电解质还显示了其他需要材料对环境变化做出反应的应用的前景,如人造肌肉和能量储存。
  二解质背后的团队由CA2DM主任Antonio Castro Neto教授领导,成员包括来自CA2DM、新加坡国立大学物理系和新加坡国立大学材料科学与工程系的研究人员。
  在材料科学中,二维材料是一种存在于单层原子中的固体材料。它可以被认为是一个原子薄片,有特定的高度和宽度,但实际上没有深度,因此,它本质上是二维的。另一方面,电解质是一种物质,它在溶解于溶剂(如水)时产生导电的悬浮液。
  通过改变悬浮液的pH值,新加坡国立大学的研究人员证明了二维电解质片有能力卷起成卷轴状排列。这与带电聚合物从分子链过渡到球状物体的方式相似。
  今天有许多二维材料存在,而且电解行为已经在无数其他化合物中得到了充分证实。然而,新加坡国立大学研究人员的研究结果显示,首次出现了同时具有二维结构和电解质特性的材料,尤其是在液体介质中可逆地改变其形态的趋势。新加坡国立大学的团队通过使用有机分子作为反应性物种,向石墨烯和二硫化钼(MoS2)等二维材料添加不同的功能,实现了这一成就。
  Castro Neto教授解释说:"通过添加不同的化学基团,使其在溶剂中带正电或负电,我们改变了传统的二维材料,并提出了一类新型的智能材料,其电子特性受形态构象的控制。"
  研究人员用来创造二维电解质的方法只是许多潜在选择中的几个可能的例子,使这一发现成为一个令人兴奋的新的研究领域。
  这项研究的一个重大突破是,二维电解质的方向可以通过调整外部条件而可逆地改变。目前,二维材料的表面电荷之间的电斥力导致它被铺成一张平面。通过改变悬浮液的pH值、温度或离子浓度,新加坡国立大学的研究人员证明了二维电解质片的变形能力和形成卷轴状排列。这些实验结果得到了详细的理论分析的支持,他们在理论分析中解释了卷轴形成和稳定性背后的物理机制。
  这些卷轴方向具有如此小的直径,它们可以被描述为一维(1D),从而导致不同的物理和化学性质。此外,这种从二维到一维的转变是可逆的,通过改变外部条件回到它们的原始值。
 
 
 
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