目前正在考虑通过控制膜孔隙度和渗透率来指导薄膜在未来的应用。此外,这种新型薄膜的制备方法可以适用于大小不一的水凝胶颗粒,水凝胶颗粒从几十纳米到微米不等,大大增加了该薄膜的适用范围。
1、形变可控的薄膜
MIT流媒体实验室的Tangible MediaGroup研发了一种可发生形变且形变方式可控的复合薄膜。虽然这种材料技术上不是很成熟,但却很值得一观。
可发生形变且形变方式可控的复合薄膜
该复合物的结构如下:
最底层为一层可加强形变控制的结构;
其上两层为两种温度形变系数不同的聚乙烯材料;
再上面为一层铜,利用铜的热电特性来实现对某一位置温度变化的精确控制;而这种精确控制则由附在铜层上的电子元器件构成的I/O口来实现。
此复合薄膜可以弯曲、扭转、翻折,用途多样、小巧轻便。
大家可以想想看,这种薄膜用在包装上,可以玩出哪些新花样!
2、改变温度,就能改变特性的水凝胶薄膜
美国的研究人员合作开发出一种温度敏感型水凝胶薄膜,该薄膜可调节大小、形状、孔隙度和光学透过性。这种薄膜是由一种简单的蒸发方法制备而成,膜参数受温度的控制,很容易进行调整。
在干燥阶段,胶体粒子悬浮液通常会留下不均匀的环形残渣。这种所谓的“咖啡环”效应可以通过使用包含单体2-aminoethylmethacrylate(AMEA)的N-isopropyl acrylamide (PNIPAM)微凝胶粒子(直径约几微米)悬浮液来改善。AMEA的引入使得胺基团附着在粒子表面,用于后续的交联反应。
PNIPAM悬浮液的粒子和戊二醛在交联作用下降到硅晶片基板上。在蒸发的环境条件下,水滴蒸发。在空气与水的界面上形成具有一定强度的薄膜,与薄膜粒子相邻的PNIPAM粒子的胺基团与戊二醛发生交联反应。通过水浴作用,交联薄膜与基底分离,如下图所示。
薄膜水浴作用过程及侧面观察图
如图所示是由水滴组成的200 - 300μL的悬浮液。a图显示的是薄膜基底浸渍在水浴作用下,薄膜在水浴作用下与基底脱离入水中。b图显示的是浮动PNIPAM薄膜从侧面观察到的彩色的干涉图样。
这种新型薄膜的特点不仅在于拥有简单的制造工序,而且表现在PNIPAM粒子的温度灵敏度带来的薄膜的温度敏感效应。T. Still和同事将薄膜具有的这种特性通过一系列的加热和冷却实验来验证。他们指出,该薄膜具有有趣的光学性质。通过改变温度,可以调节聚合物的密度,进而改变粒子的折射率和大小。
目前正在考虑通过控制膜孔隙度和渗透率来指导薄膜在未来的应用。此外,这种新型薄膜的制备方法可以适用于大小不一的水凝胶颗粒,水凝胶颗粒从几十纳米到微米不等,大大增加了该薄膜的适用范围。
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