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Adv. Mater.: 基于全液相模塑成型 (All-liquid molding) 制备结构化液体

Thomas P. Russell教授课题组近期在结构化液体研究方面取得重要进展,相关成果“Liquid Letters”发表于Advanced Materials (2018, 30, 1705800. DOI: 10.1002/adma.201705800)

 

结构化液体(Structured Liquid)是近年来基于胶体粒子液/液界面(一般指水/油界面)自组装及Jamming转变构筑的一类新型软物质材料(如Bijels,非球形液滴)。顾名思义,液体拥有了可塑形的能力。构筑结构化液体的根源在于界面粒子的Jamming转变,使组装体变得具有刚性,进而抑制了界面张力驱动的两相系统形态变化。与传统意义的固体或液体材料不同,结构化液体兼具两者的特性(固体的结构稳定性,液体的流动性),是一种热力学的不稳定体系,跨越了从微观到宏观多个数量级的尺度。对结构化液体的研究,不仅有助于加深对胶体界面物理化学性质的理解,而且对于构筑特异性功能材料(如多孔材料)及复杂流体器件(如全液相微流控),具有重要意义。

 

  在该工作中,作者巧妙地借鉴了聚合物加工中的注塑成型工艺,提出了一种基于纳米粒子表面活性剂液-液界面自组装制备结构化液体的新概念:全液相模塑成型 (All-liquid molding)。利用纳米粒子表面活性剂在界面的原位自组装及Jamming转变,液体可根据模具的形状进行任意塑形,并在脱模过程中保持极高的还原度。同时,构筑的结构化液体在外界刺激条件下可进行响应性重构,具有智能性。这一概念的提出,可极大简化结构化液体的构筑方法,丰富结构化液体多样性。未来可应用于传感器,液体电路,双相反应器等多个领域,为下一代软物质材料的发展提供了一个新的平台。