ઇએન
બધી શ્રેણીઓ
ઇએન

સમાચાર

"AFM" : ઉચ્ચ સ્થિતિસ્થાપકતા, ઉચ્ચ કઠોરતા, ઉચ્ચ મોડ્યુલસ, પારદર્શક નેનોફાઇબર પ્રબલિત હાઇડ્રોજેલ

સમય:2021-06-07 હિટ:

નેનોફાઇબર્સ સામગ્રીના યાંત્રિક ગુણધર્મોને નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકે છે અને મિશ્ર હાઇડ્રોજેલ્સની તૈયારી માટે આદર્શ સખત સામગ્રી તરીકે ગણવામાં આવે છે.. જોકે, હાઇડ્રોજેલ મેટ્રિક્સમાં અપારદર્શક નેનોફાઇબર્સનું સ્તરવાળી ડિપોઝિશન અથવા અસમાન વિતરણ નીચા યાંત્રિક ગુણધર્મો અને મિશ્ર હાઇડ્રોજેલ્સની નબળી પારદર્શિતા તરફ દોરી જશે.. એક મજબૂત ની તૈયારી, સ્ટ્રેચી અને યુનિફોર્મ નેનોફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ આયોનિક હાઇડ્રોજેલનું સંચાલન પારદર્શિતા સાથે સમાધાન કર્યા વિના એક નોંધપાત્ર પડકાર છે.


In Situ Synthesis of Mechanically Robust, "મિકેનિકલી રોબસ્ટના સિટુ સિન્થેસિસમાં," સ્કૂલ ઓફ ટેક્સટાઈલના ડીંગ બિન અને ઝાંગ શિચાઓ દ્વારા, ડોન્ગુઆ યુનિવર્સિટી, અદ્યતન કાર્યાત્મક સામગ્રીમાં, પારદર્શક નેનોફાઇબર-પ્રબલિત (SFRHS) યાંત્રિક અને ઇલેક્ટ્રોનિક સ્થિરતા સાથે અત્યંત સંવેદનશીલ બહુવિધ સંવેદના માટે હાઇડ્રોજેલ્સની જાણ કરવામાં આવી હતી.


એક પારદર્શક નેનોફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ SFRHS હાઇડ્રોજેલ સિલિકા નેનોફાઇબર્સ અને વિનાઇલસિલેનને સોડિયમ અલ્જીનેટમાં જોડીને તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. (એસ.એ)/ પોલિએક્રિલામાઇડ (PAM) હાઇડ્રોજેલ. PAM સાંકળો સિલેન દ્વારા સિલિકા નેનોફાઈબર્સ સાથે સહસંયોજક રીતે જોડાયેલી હતી, મજબૂત ઇન્ટરફેસિયલ રાસાયણિક બોન્ડ બનાવે છે. વધુમાં, સિલિકા નેનોફાઈબર્સ અને PAM સાંકળો વચ્ચેનો ઈન્ટરફેસ બિન-સહસંયોજક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પ્રદાન કરે છે (જેમ કે હાઇડ્રોજન બોન્ડ) જે સ્ટ્રેચિંગ દરમિયાન તૂટી અને ફરી જોડાઈ શકે છે, ઉર્જાનું વિસર્જન કરવું અને હાઇડ્રોજેલ નેટવર્કને એકરૂપ બનાવવું.








SFRHs ની તૈયારી





સિલિકા નેનોફાઈબરનો ઉચ્ચ પાસા ગુણોત્તર અને નેનોફાઈબર્સ અને હાઈડ્રોજેલ નેટવર્ક વચ્ચેનો સ્થિર ઈન્ટરફેસ SFRH ના ઉત્તમ યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ફાળો આપે છે.. સંશોધન ટીમે સૌપ્રથમ ઈન્ટરફેસ પર માત્ર ભૌતિક બંધન સાથે સિલેન-ફ્રી સિલિકોન નેનોફાઈબર રિઇનફોર્સ્ડ હાઈડ્રોજેલ તૈયાર કર્યું.. હાઇડ્રોજેલની ઓળખ P-SFRHS તરીકે કરવામાં આવી હતી. જ્યારે થી સિલિકોન નેનોફાઈબર્સનો આસ્પેક્ટ રેશિયો વધે છે 50 to 400, નેનોફાઈબર્સની યાંત્રિથીશક્તિ ખૂબ વધે છે (from 0.11 MPa થી 0.24 MPa), જે ઇન્ટરફેસની મજબૂતાઈના વધારા સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે.


ઇન્ટરફેસિયલ લોડ ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે, TMSPMA નેનોફાઇબર્સ અને હાઇડ્રોજેલ મેટ્રિક્સ વચ્ચે રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું, અને હાઇડ્રોજેલ C-SFRHS તરીકે નોંધવામાં આવ્યું હતું. C-SFRHS ની યાંત્રિક શક્તિ 0.3MPa છે, તાણ છે 1400%, અને યંગનું મોડ્યુલસ 0.11MPa છે. સી-એસએફઆરએચએસનું ઉચ્ચ મોડ્યુલસ સમાન ઉચ્ચ પાણીની સામગ્રી સાથે હાલના ટેન્સાઇલ ટેનેસીટી હાઇડ્રોજેલ્સ કરતાં ઘણું સારું છે..


નેનોફાઈબર્સની મજબૂતીકરણની પદ્ધતિને સમજવા માટે, SFRH ના ઇન્ટરફેસિયલ પ્રોપર્ટીઝ પર L/ D રેશિયો અને સહસંયોજક બોન્ડની અસરો કુલ અણુ મોલેક્યુલર ડાયનેમિક્સનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવી હતી. (એમડી) સિમ્યુલેશન. અલગ-અલગ L/D રેશિયો સાથે બે પ્રકારના સિલિકોન નેનોફાઇબર્સ, P-SFRH5 અને P-SFRH10, અને TMSPMA ના વધારાના પરિચય સાથે C-SFRH10, ત્રણ મોડલ તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. પરિણામો દર્શાવે છે કે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઊર્જા થી વધે છે 1135 થી 2241 kJ·L/ D ગુણોત્તરના વધારા સાથે mol-1, જે દર્શાવે છે કે શારીરિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, જેમ કે વાન ડેર વાલ્સ ફોર્સ, કુલોમ્બ દળો, અને સિલિકોન નેનોફાઈબkJ્સ અને હાઈડ્રોજેલ મેટ્રિક્સ વચ્ચેના હાઈડ્રોજન બોન્ડ, મજબૂત કરવામાં આવે છે. સ્થિર સહસંયોજક બોન્ડની રજૂઆત પછી, સંયુક્ત હાઇડ્રોજેલના ઇન્ટરફેસને નોંધપાત્ર રીતે વધારી શકાય છે 4000 kJ·મોલ-1. વધુમાં, ત્રણ મોડલના ઇન્ટરફેસ ઘર્ષણને ડ્રોઇંગ દ્વારા સિમ્યુલેટ કરવામાં આવે છે, અને ત્રણ મોડલના ઇન્ટરફેસ ઘર્ષણની ગણતરી ગતિ ઊર્જાના નુકશાનના આધારે કરવામાં આવે છે. C-SFRH10 નું મહત્તમ ઘર્ષણ છે 3.34 NN (P-SFRH5 અને P-SFRH10 છે 1.06 એન.એનને 1.87 NN, અનુક્રમે). આ મોટું ઘર્ષણ બળ સિલિકોન નેનોફાઈબર્સ અને હાઈડ્રોજેલ મેટ્રિક્સ વચ્ચે સરકવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે, જે C-SFRH માટે અવલોકન કરાયેલ ઉચ્ચતમ મોડ્યુલસ અને તાકાત સાથે સુસંગત છે.








SFRHS ના યાંત્રિક ગુણધર્મો અને મજબૂતીકરણની પદ્ધતિ






P-SFRHs ના નાના હિસ્ટેરેસિસ સાથે સરખામણી, C-SFRH એ લોડિંગ અને અનલોડિંગ સાયકલ પ્રયોગોમાં મોટી હિસ્ટેરેસિસ દર્શાવી હતી, જ્યારે અનલોડિંગ પછી કાયમી વિકૃતિ લગભગ નહિવત્ હતી, જે તેની કઠિનતા અને અતિ સ્થિતિસ્થાપકતાને પ્રકાશિત કરે છે. પછી 1000 ચક્રીય તાણ પરીક્ષણો, યંગનું મોડ્યુલસ, C-SFRHS ના મહત્તમ તાણ અને ઊર્જા નુકશાન ગુણાંકમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો નથી. બરડ પરંપરાગત હાઇડ્રોજેલ્સ સાથે સરખામણી, SFRHs મજબૂત સંકુચિત સ્થિતિસ્થાપકતા અને ઉચ્ચ સંકુચિત તણાવ દર્શાવે છે (2.6 MPa ખાતે 90% તાણ). તદુપરાંત, તેઓ માળખાકીય પતન વિના વારંવાર આવા મોટા તાણ હેઠળ સંકુચિત થઈ શકે છે. વધુમાં, એવું જાણવા મળ્યું હતું કે SiO2 નેનોફાઈબર્સની સામગ્રીમાં વધારો સાથે, અવબાધ ધીમે ધીમે ઘટતો ગયો, દર્શાવે છે કે SFRHs ની આયનીય વાહકતા વધવાનું વલણ દર્શાવે છે. આયનીય વાહકતામાં સુધારો બે અસરોને આભારી છે: પ્રથમ, સંયુક્ત હાઇડ્રોજેલમાં બિન-વાહક સિલિકા નેનોફાઇબર્સનું નાનું પ્રમાણ પાણીમાં આયનોની ઉચ્ચ ગતિશીલતાને સુનિશ્ચિત કરે છે. બીજું, ઉચ્ચ પાસા ગુણોત્તર અને એસિડિક સપાટી સાથે સિલિકા નેનોફાઇબર્સ (-ઓહ જૂથ) કાઉન્ટરિયન્સને આકર્ષિત કરે છે અને સમગ્ર હાઇડ્રોજેલ દરમિયાન સતત અત્યંત વાહક ચેનલ બનાવે છે.








SFRHS ની સુપરેલેસ્ટીસીટી અને આયનીય વાહકતા





SFRHS વિશાળ સંવેદના શ્રેણીમાં ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા અને રુધિરાભિસરણ સ્થિરતા ધરાવે છે અને તેનો ઉપયોગ માનવ હિલચાલ અને પલ્સને મોનિટર કરવા માટે કરી શકાય છે.. SFRH જટિલ અને નાના બાહ્ય ઉત્તેજનાને અસરકારક રીતે મોનિટર કરી શકે છે, જેમ કે હસ્તલેખન, વગેરે, જે હસ્તલેખન નિવારણ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં મહત્વપૂર્ણ સંભવિત એપ્લિકેશનો ધરાવે છે.








SFRHS સેન્સિંગ કામગીરી






થીસીસ શીર્ષક: મિકેનિકલી રોબસ્ટના સિટુ સિન્થેસિસમાં, અત્યંત સંવેદનશીલ બહુવિધ સંવેદના માટે પારદર્શક નેનોફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ હાઇડ્રોજેલ્સ


ડીઓઆઈ: 10.1002 / adfm. 202103117




(સ્ત્રોત: પોલિમર સાયન્સમાં ફ્રન્ટીયર્સ)