《显微镜下的胶体凝胶特性》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2019-06-10
  • 胶体凝胶这个术语可能不是每个人都熟悉的。但是,大多数人每天都会接触到这些材料。许多化妆品,药??品,食品甚至建筑材料都是由胶体凝胶制成的,因此这些材料被广泛研究。然而,迄今为止,研究方法还没有能够遵循完整的凝胶化过程。现在,东京大学的研究人员使用共聚焦显微镜以单粒子分辨率实时分析该过程。他们的研究结果发表在Science Advances上。

    胶体凝胶由两相相互交织组成:固体颗粒网络和液体溶剂。结果是具有独特性能的软固体材料,包括弹性和机械稳定性,这使它们成为众多应用的有吸引力的选择。虽然这些属性已经商业化,但迄今为止已经获得的理论理解并未完全解释它们。

    “研究已经形成的胶体凝胶意味着凝胶化的实际过程仍然是一个黑盒子,”研究的主要作者之一Hideyo Tsurusawa解释说。另一位主要作者Mathieu Leocmach继续说道:“通过建立一种方法,使我们能够跟踪完整凝胶化过程的动力学,我们已经对胶体凝胶特性的起源有了新的认识。了解凝胶化的各个阶段使我们能够证明凝胶的机械稳定性与等静压结构之间存在直接联系。“

    等静压结构是经历平衡力的粒子或簇。研究人员发现,凝固过程中凝固过程中的点对应于通过凝胶的等静压结构的各向同性渗透点。他们对低浓度凝胶和高浓度凝胶之间渗透行为差异的比较表明,等静压结构的空间跨度渗透与机械稳定性直接相关。

    相应的作者Hajime Tanaka解释说:“我们技术的实时性和分辨率已经导致了以前无法实现的深度理解。” “我们希望增强的洞察力对于致力于解决广泛胶体凝胶应用中复杂的机械和流变问题的研究人员非常有用。”

    ——文章发布于2019年5月31日

相关报告
  • 《硒化锌:锰水性胶体量子点在光学和医学领域的应用》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:chenfang
    • 发布时间:2016-05-24
    • 在这项研究中,我们提出了锰+的光学特性的优化掺杂涂覆有在含水介质中巯基乙酸的ZnSe量子点(也被称为D-点)。通过离子耦合等离子体,电子顺磁共振,透射电子显微镜和X射线衍射法的纳米颗粒进行了表征。通过施加UV照射的对照的剂量,我们获得了高效的橙色发光的d点(4T1[向右箭头]6A1过渡在580nm处居中)。结果指出,以在纳米粒子大于1%(0.89%),更小的掺杂级分,并且该锰+离子优选位于靠近粒子的表面上。紫外线光活化程序对发光强度和在颗粒上的胶体稳定性有一定的影响。光敏锰+ D-点缀合到伴刀豆球蛋白A和靶向糖基描绘了成功使用这些量子点的荧光探针的特异性标记的白色念珠菌酵母细胞。
  • 《中国科大研制仿北极熊毛发的隔热气凝胶》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-07-05
    • 与人类或其他哺乳动物的毛发不同,北极熊的毛发是中空的。在显微镜下放大后,每一根毛发都存在空腔结构,这种中空的管状结构不仅降低了北极熊毛的密度,而且有利于减小热导率,阻隔热量从北极熊的皮肤表面扩散到周围的低温环境中,值得设计新型人工隔热材料效仿。 中国科学技术大学教授俞书宏领导的研究团队受北极熊毛发中空结构的启发,发展了一种人工合成类北极熊毛的中空碳管气凝胶(CTA)的方法,该碳管气凝胶表现出超弹性和低的热导率。相关研究成果以Biomimetic Carbon Tube Aerogel Enables Super-Elasticity and Thermal Insulation 为题,于6月6日发表在《化学》上(Chem 2019,CHEMJOURNAL-D-19-00185R1)。论文的第一作者为博士研究生詹慧娟。 大自然历经了亿万年的发展和进化,其丰富的结构与种类值得人们去学习和发展。该团队利用一维纳米线作为模板,通过模板法制备宏观尺度的碳管气凝胶。由于其独特的微观结构,使该气凝胶材料表现出优异的轻质、隔热、疏水和机械性能。其密度最低可达到8 kg/m3,低于绝大多数已报道的隔热材料;它的接触角为146o,在56%的相对湿度下放置120天,仍然能保持热导率基本不变;由于中空碳管的内径(35纳米)远小于空气的平均自由程(75纳米),管内的空气几乎不会传递热量,因此碳管气凝胶具有很好的隔热性能,其最低热导率仅为23 mW m-1 K-1,低于干燥空气的热导率。 该碳管气凝胶具有宏观尺度的三维网络结构,因而具有超弹性,当自由落体的小钢球落在碳管气凝胶的表面时,高回弹速度(1434 mm s-1),即使在30%应变下压缩一百万次或者90%应变下压缩一万次,碳管气凝胶仍然保持结构完整。研究人员还探究了其作为压阻式传感器的相关性质,在30%应变下压缩一万次以后,它的相对电阻值基本不变。 这种受北极熊毛发中空结构启发设计合成的新型碳管气凝胶有望可满足极端条件下对高性能材料的需求,例如航天航空领域中应用的轻质隔热保温材料、弹性体材料等。 该项研究受到国家自然科学基金委创新研究群体、国家自然科学基金重点项目、中国科学院前沿科学重点研究项目、中国科学院纳米科学卓越创新中心、苏州纳米科技协同创新中心等的资助。