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來源：本站 | 發布日期： 2026-03-26 05:01:44 | 瀏覽量：846596
【科研摘要】
具ju有you強qiang濕shi粘zhan附fu力li的de堅jian韌ren水shui凝ning膠jiao已yi在zai各ge種zhong應ying用yong中zhong引yin起qi廣guang泛fan關guan注zhu。然ran而er，在zai水shui凝ning膠jiao中zhong實shi現xian優you異yi的de濕shi粘zhan合he性xing和he耐nai凍dong幹gan性xing仍reng是shi挑tiao戰zhan。最zui近jin，北bei京jing理li工gong大da學xue李li歡huan軍jun副fu教jiao授shou團tuan隊dui在zaiAl（OH）3納米粒子作為交聯劑的情況下，基於甘油-水二元溶劑係統，提出了堅韌的透明納米複合有機水凝膠。
所得的有機水凝膠顯示出優異的拉伸強度（0.9 MPa），高透明度（97％），優異的抗幹燥和抗凍性以及良好的離子傳導性。特別地，選擇聚丙烯酸（PAA）作為橋聯聚合物以賦予有機水凝膠強的濕粘合力。界麵粘合能超過2200 J m-2，這歸因於離子配位和納米粒子與PAA鏈(lian)中(zhong)羧(suo)基(ji)之(zhi)間(jian)的(de)氫(qing)鍵(jian)的(de)協(xie)同(tong)作(zuo)用(yong)。有(you)趣(qu)的(de)是(shi)，基(ji)於(yu)強(qiang)大(da)的(de)濕(shi)附(fu)著(zhe)力(li)，透(tou)明(ming)有(you)機(ji)水(shui)凝(ning)膠(jiao)可(ke)以(yi)組(zu)裝(zhuang)成(cheng)具(ju)有(you)長(chang)期(qi)環(huan)境(jing)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)液(ye)壓(ya)驅(qu)動(dong)軟(ruan)可(ke)變(bian)焦(jiao)點(dian)透(tou)鏡(jing)。這(zhe)項(xiang)工(gong)作(zuo)將(jiang)為(wei)控(kong)製(zhi)水(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)濕(shi)粘(zhan)附(fu)力(li)提(ti)供(gong)新(xin)的(de)見(jian)解(jie)，並(bing)且(qie)對(dui)於(yu)具(ju)有(you)長(chang)期(qi)環(huan)境(jing)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)基(ji)於(yu)水(shui)凝(ning)膠(jiao)的(de)功(gong)能(neng)性(xing)裝(zhuang)置(zhi)具(ju)有(you)巨(ju)大(da)的(de)潛(qian)力(li)。相(xiang)關(guan)論(lun)文(wen)以(yi)題(ti)為(wei)Tough Adhesion of Freezing- and Drying-Tolerant Transparent Nanocomposite Organohydrogels《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。
【主圖導讀】
圖1.（a）基於甘油-水二元溶劑，使用Al（OH）3納米粒子作為交聯劑的堅韌NC有機水凝膠（Al-NC-G凝膠）的示意圖。（b）具有不同甘油含量的Al-NC-G凝膠和Al-NC-W凝膠的重量隨時間變化。W0是初始重量，Wt是在不同時間（25°C，50％濕度）下的重量。（c）甘油含量對Al-NC-G凝膠的長期抗幹燥和抗凍性能的影響（比例尺：2 cm）。（d）表示在-20℃下保存30天時Al-NC-G凝膠和Al-NC-W凝膠的不同柔韌性的照片。
圖2.（a）具有不同甘油含量的AM90Al2G凝膠的拉伸應力-應變曲線。（b）具有不同Al（OH）3含量的AM90AlG1凝膠的拉伸應力-應變曲線。（c）初始和預處理的AM90Al2G1凝膠和初始AM90Al2W凝膠的拉伸應力-應變曲線。（d）展示AM90Al2G1凝膠在25或-20°C儲存30天之前和之後顯著拉伸變形的照片（比例尺：1 cm）。
圖3.（a）使用AM90Al2G1凝膠作為導體進行拉伸前後（長度：3厘米，寬度：2厘米），LED燈泡亮度（工作電壓，4.5 V）的比較。（b）導電性對Al-NC-G凝膠中各種Al（OH）3含量的依賴性以及顯示LED燈泡亮度變化的相應照片。
圖4.（a）Al（OH）3 NC有機水凝膠（Al-NC-G凝膠）的粘附原理示意圖。（b）根據T型剝離粘合力測試顯示強粘合力（PAA）和弱粘合力（PAAM）的照片。（c）各種橋聯聚合物對Al-NC-G凝膠粘附能的影響。（d）兩個Al-NC-G凝膠表麵之間的濕粘附界麵的SEM圖像。
圖5.（a）溶劑成分（甘油：水）對粘附的Al-NC-G凝膠的粘附能的影響。（b）比較具有不同Al（OH）3含量的Al-NC-G凝膠的粘附能和斷裂功。（c）照片顯示了最初的AM90Al2G1凝膠和經處理的樣品在25或-20°C下存放30天後具有很強的粘合力。（d）比較Al-NC-G凝膠和Al-NC-W凝膠在25或-20°C下儲存30天前後的粘附能，其中X表示由於脫水或凍結而無法獲得的數據。
圖6.（a）AM90Al2G1凝膠的透射率。（b）AM90Al2G1凝膠透鏡的製備示意圖。（c）顯示AM90Al2G1凝膠氣球的密封性能的照片。（d）AM90Al2G1凝膠透鏡中的液體含量對圖像狀態的影響。水凝膠透鏡與物體之間的距離固定為60mm，並且透鏡的內徑為30mm。（e）在不同條件下的AM90Al2G1凝膠透鏡的焦距與所填充液體含量的照片以及它們之間的關係。（I）首字母；（II）在25°C下保存30天；（III）在-20℃下保存30天。
