在國家自然科學(xué)基金委、北京市科技新星計(jì)劃、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會等的支持下,中科院化學(xué)研究所綠色印刷院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員與相關(guān)單位合作,近年來在聚合物基納米復(fù)合材料領(lǐng)域取得系列研究進(jìn)展。
在聚合物/碳納米粒子復(fù)合材料方面,研究人員采用自行分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新型Gemini表面活性劑使碳納米管(CNT)均勻分散在無規(guī)聚苯乙烯(aPS)基體中(Polymer, 2009, 50, 5787),制備了CNT充分剝離并均勻分散的間規(guī)聚苯乙烯(sPS)/原始CNT復(fù)合材料(Carbon, 2010, 48, 1434),得到了具有優(yōu)異熱電性能的PEDOT/rGO復(fù)合材料(J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 12393);在光譜學(xué)研究聚合物納米復(fù)合材料方面,研究了CNT對sPS/CNT納米復(fù)合材料薄膜單軸拉伸過程中聚合物分子取向的影響(Chem. Commun., 2011, 47, 899),結(jié)合偏振拉曼光譜和SEM技術(shù)進(jìn)一步研究了CNT的取向以及sPS的主鏈和側(cè)基的取向因子(f)的改變機(jī)制(Soft Matt., 2011, 7, 4039),提出了原位變溫FTIR技術(shù)定量測量sPS介晶相的方法(RSC Adv., 2013, 3, 12631)。
最近,他們制備了不含有機(jī)溶劑且具有優(yōu)異力學(xué)性能的新型PAM/LDH納米復(fù)合水凝膠。該NC水凝膠不僅可以承受拉伸、彎曲、打結(jié)或壓縮等變形,而且具有超級可拉伸性能:未經(jīng)水膨脹的原始水凝膠的斷裂伸長率高于4000%,經(jīng)水膨脹處理后在整個(gè)拉伸機(jī)測試量程內(nèi)不斷裂(>6236%)。另外,原始水凝膠在拉伸過程中表現(xiàn)出異常的屈服行為(圖1)。該研究結(jié)果近期在Adv. Mater.上發(fā)表(Adv. Mater., 2014, 26, 5950)。

PAM/LDH納米復(fù)合水凝膠的超級可拉伸性能與微米-納米多級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
