像塑料像橡膠又像玻璃,新發(fā)現(xiàn)為更好的產(chǎn)品鋪平道路
2023-07-20
7310核心提示：南佛羅里達(dá)大學(xué) (USF) 和世界各地合作機(jī)構(gòu)的研究人員取得的突破可以為更好的產(chǎn)品鋪平道路，例如改進(jìn)的電池、汽車油漆和手機(jī)屏幕
南佛羅里達(dá)大學(xué) (USF) 和世界各地合作機(jī)構(gòu)的研究人員取得的突破可以為更好的產(chǎn)品鋪平道路，例如改進(jìn)的電池、汽車油漆和手機(jī)屏幕。
當(dāng)您放大許多現(xiàn)代材料時(shí)，例如一些由玻璃狀聚合物（包括許多塑料）制成的最新電池中的材料，它們看起來并不統(tǒng)一。相反，它們看起來像一件扎染襯衫，帶有不同材料的漩渦。據(jù)研究人員稱，這種“納米級(jí)結(jié)構(gòu)”可以產(chǎn)生如此非凡的特性，因?yàn)椴Ａ罹酆衔锏谋砻娌⒉粓?jiān)硬，而是具有橡膠般的稠度。
發(fā)表在《自然》雜志上的一項(xiàng)新研究正在重塑我們對玻璃行為的理解，玻璃是一種結(jié)合了固體和液體方面的物質(zhì)狀態(tài)。南佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員與普林斯頓大學(xué)和浙江理工大學(xué)的合作者發(fā)現(xiàn)，在玻璃狀聚合物的表面發(fā)生了一種自然效應(yīng)，形成了一個(gè)只有幾十個(gè)原子厚的柔順橡膠層，其性質(zhì)與其他聚合物完全不同。這種行為具有廣泛的技術(shù)意義，揭示了玻璃狀聚合物如何相互粘附，并有可能在分子水平上提供對耐刮擦性的深入了解。
這使我們能夠理解和控制玻璃狀聚合物：塑料在其表面的行為方式，通訊作者、南佛羅里達(dá)大學(xué)化學(xué)、生物和材料工程副教授大衛(wèi)西蒙斯說，無論是粘在油漆上的灰塵顆粒、在 3D 打印機(jī)中粘在一起的兩根纖維，還是眼鏡中塑料鏡片表面的磨損，塑料表面的這個(gè)微觀層對于這些材料如何發(fā)揮作用，現(xiàn)在我們第一次真正了解了它的性質(zhì)。
Simmons 和他的合作者通過在不同溫度下在聚苯乙烯表面釋放離子液滴，在塑料表面形成“潤濕脊”，即微小的脊，從而發(fā)現(xiàn)了這一發(fā)現(xiàn)。聚苯乙烯是一種固體塑料，是一種玻璃，天然透明，常用于食品包裝、消費(fèi)品和建筑材料。通過這些測量并使用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬模型放大到分子尺度，他們揭示了這種柔軟的橡膠層的存在以及如何控制它。這一突破可能指向?qū)ふ抑匾匦缘摹白罴腰c(diǎn)”，例如附著力和抗劃傷性，即使在剛性表面上也是如此。
該理論類似于現(xiàn)代對滑冰可能的理解。溜冰場的頂層分子層就像水一樣，即使在溜冰場結(jié)冰時(shí)，也能讓溜冰鞋在表面滑行。否則，這是不可能的。
來源：賢集網(wǎng)
當(dāng)您放大許多現(xiàn)代材料時(shí)，例如一些由玻璃狀聚合物（包括許多塑料）制成的最新電池中的材料，它們看起來并不統(tǒng)一。相反，它們看起來像一件扎染襯衫，帶有不同材料的漩渦。據(jù)研究人員稱，這種“納米級(jí)結(jié)構(gòu)”可以產(chǎn)生如此非凡的特性，因?yàn)椴Ａ罹酆衔锏谋砻娌⒉粓?jiān)硬，而是具有橡膠般的稠度。
發(fā)表在《自然》雜志上的一項(xiàng)新研究正在重塑我們對玻璃行為的理解，玻璃是一種結(jié)合了固體和液體方面的物質(zhì)狀態(tài)。南佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員與普林斯頓大學(xué)和浙江理工大學(xué)的合作者發(fā)現(xiàn)，在玻璃狀聚合物的表面發(fā)生了一種自然效應(yīng)，形成了一個(gè)只有幾十個(gè)原子厚的柔順橡膠層，其性質(zhì)與其他聚合物完全不同。這種行為具有廣泛的技術(shù)意義，揭示了玻璃狀聚合物如何相互粘附，并有可能在分子水平上提供對耐刮擦性的深入了解。
這使我們能夠理解和控制玻璃狀聚合物：塑料在其表面的行為方式，通訊作者、南佛羅里達(dá)大學(xué)化學(xué)、生物和材料工程副教授大衛(wèi)西蒙斯說，無論是粘在油漆上的灰塵顆粒、在 3D 打印機(jī)中粘在一起的兩根纖維，還是眼鏡中塑料鏡片表面的磨損，塑料表面的這個(gè)微觀層對于這些材料如何發(fā)揮作用，現(xiàn)在我們第一次真正了解了它的性質(zhì)。
Simmons 和他的合作者通過在不同溫度下在聚苯乙烯表面釋放離子液滴，在塑料表面形成“潤濕脊”，即微小的脊，從而發(fā)現(xiàn)了這一發(fā)現(xiàn)。聚苯乙烯是一種固體塑料，是一種玻璃，天然透明，常用于食品包裝、消費(fèi)品和建筑材料。通過這些測量并使用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬模型放大到分子尺度，他們揭示了這種柔軟的橡膠層的存在以及如何控制它。這一突破可能指向?qū)ふ抑匾匦缘摹白罴腰c(diǎn)”，例如附著力和抗劃傷性，即使在剛性表面上也是如此。
該理論類似于現(xiàn)代對滑冰可能的理解。溜冰場的頂層分子層就像水一樣，即使在溜冰場結(jié)冰時(shí)，也能讓溜冰鞋在表面滑行。否則，這是不可能的。
來源：賢集網(wǎng)
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