來(lái)源：《中國(guó)科學(xué)報(bào)》第4版 綜合
發(fā)布時(shí)間：2025-02-19
本報(bào)訊（記者孫丹寧）中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員卿光焱團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制備出一種具有可重構(gòu)性和機(jī)械變色性的高堅(jiān)固纖維素光子水凝膠。該制備方法為制造堅(jiān)固的光子水凝膠開(kāi)辟了一條新途徑，其智能光學(xué)響應(yīng)特性有望擴(kuò)大仿生光子纖維素材料在醫(yī)療、能源和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《今日材料》。
仿自然界Bouligand的結(jié)構(gòu)因?qū)娱g耦合和應(yīng)力傳遞機(jī)制，展現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)自組裝纖維素納米晶體，為Bouligand結(jié)構(gòu)提供了一種具有廣闊應(yīng)用前景的方案，利用納米纖維滑動(dòng)和氫鍵重建，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)基質(zhì)空間排列的精確控制。這一轉(zhuǎn)變由水分子激活的氫鍵作用驅(qū)動(dòng)，形成了堅(jiān)固的光子水凝膠。該方法得到的Bouligand結(jié)構(gòu)水凝膠展現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能，相較于初始水凝膠，韌性值增加了5倍，拉伸性超過(guò)950%。此外，這些光子水凝膠展現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變色能力，可在紅色和藍(lán)色之間切換，并在可逆拉伸過(guò)程中保持穩(wěn)定的電靈敏度。光子水凝膠的成像界面持久耐用，可反復(fù)使用，僅需在水中浸泡5分鐘即可恢復(fù)活性。
該研究為自組裝纖維素納米晶體的實(shí)際應(yīng)用開(kāi)辟了新路線，有望應(yīng)用在可持續(xù)生物塑料、柔性電子基板、智能光子器件等領(lǐng)域。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.mattod.2025.01.008
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