【摘 要】
:
智能水凝胶在近年来受到越来越多的关注,因为它们能对外界刺激做出响应产生物理性能变化,传统的智能水凝胶只能处理单一刺激的反应,然而自然界中的各种生物过程往往是适应多种环境变化的结果,而不是单一因素,因此研究一种可以同时对多种刺激做出响应的智能凝胶是非常必要的。本论文以合成多重敏感型智能凝胶及器件为研究目的,完成了如下研究内容:以甲基丙烯酸(MAAc)作为单体,以光引发聚合,并浸泡乙酸钙(Ca Ac)
论文部分内容阅读
智能水凝胶在近年来受到越来越多的关注,因为它们能对外界刺激做出响应产生物理性能变化,传统的智能水凝胶只能处理单一刺激的反应,然而自然界中的各种生物过程往往是适应多种环境变化的结果,而不是单一因素,因此研究一种可以同时对多种刺激做出响应的智能凝胶是非常必要的。本论文以合成多重敏感型智能凝胶及器件为研究目的,完成了如下研究内容:以甲基丙烯酸(MAAc)作为单体,以光引发聚合,并浸泡乙酸钙(Ca Ac)的方法制备出了多重敏感均聚水凝胶。研究了该凝胶含水量、室温与高温力学性能,通过提高凝胶的温度,使凝胶的强度及模量提高数十倍。系统研究了凝胶透光率对环境温度和溶液浓度的响应,得出了凝胶的低临界共溶温度(LCST)随着单体浓度的升高的降低,且凝胶的浓度敏感性随着溶液浓度差的增大而增强的结论。研究了凝胶的冷致形状记忆性能,并成功设计了可以进行信息擦写的智能凝胶器件。基于上述PMAAc均聚水凝胶的研究基础,将丙烯酸(AAc)与MAAc作为单体进行共聚,制备出了多重敏感共聚水凝胶。通过提高MAAc的含量,从而增大凝胶的含水量,提高凝胶的溶胀性能,缩短形状记忆的回复时间;通过提高AAc的含量,从而降低凝胶的LCST,加快了透光率的温敏响应速度,提高凝胶的力学性能,相对于均聚凝胶,共聚凝胶的浓度敏感性能的调控范围更大,且同样实现了凝胶器件信息擦写的功能。以PMAAc均聚凝胶作为基体,引入了光敏组分,如红外光热组分硫化铜(CuS)和UV感光材料,分别制备出了对近红外激光敏感和对紫外光敏感的多重敏感复合水凝胶。研究了该复合凝胶的力学性能和温敏性能,使用光学显微镜和拉曼光谱仪对凝胶的结构及性能进行了表征,并对凝胶进行近红外激光(NIR)测试和UV光照测试,光敏组分的引入成功赋予了凝胶各种光敏性能,有望成为潜在的实用化凝胶器件。
其他文献
近年来,受天气因素影响洪水灾害频发,而输油管道点多线路较长,又穿跨越河流等环境敏感区,其周边环境复杂且影响范围较广,由洪水灾害所引发的管线事故灾难是一种HILP(high-impact and low-probability)事件,一旦出现管道破裂泄漏,所造成的后果将比传统事故更严重,其影响范围在不同地区能蔓延数千公里,在此情形下,制定高效合理的应急资源决策方案,将有限的应急资源进行科学有效的分配
金属腐蚀会造成设施装备结构损伤、服役寿命缩短,甚至引发安全问题或突发性灾难事故。涂层技术是常用的金属腐蚀防护手段,而传统的涂层只能起到被动防护,一旦涂层受损则会失效。开发基于智能材料的主动防护涂层体系,是实现对金属材料高效、长效防腐的有效途径。金属有机框架化合物(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一种智能材料,由金属中心原子和有机配体链接而成,具有高比表面积、高孔隙率和
粉尘爆炸事故时有发生,因沉积粉尘在一定条件发生受热分解是粉尘爆炸常见诱发因素之一,惰化技术在工业粉尘防爆中发挥重要作用。以木材为主要原材料的生产工艺中,一般存在大量沉积木质粉尘,因此不仅有火灾危险,且粉尘爆炸危险较大。当前针对沉积木质粉尘惰化防爆技术的研究相对欠缺,尚未系统揭示固剂惰化的影响规律。基于此,本文借助粉尘层引燃温度试验装置和自主设计并研制的沉积粉尘着火特性研究实验平台,研究典型惰性粉体
天然气作为一种洁净环保的优质能源,在生产生活中被广泛使用且需求量不断提升,而由此诱发的天然气爆炸事故也频频发生。建筑物的门窗、轻质墙体等结构通常会在气体爆炸过程中演变为约束泄爆结构,与爆炸流场相互作用,诱发室内流场湍流增大、压力升高等系列行为;同时,家具、家电等室内拥塞物同样与流体相互作用,促进火焰表面积增加、燃烧速率增强,甚至压力上升。在实际事故中,泄爆面与室内拥塞物相互作用,显著增加了室内爆炸
近年来可燃气体爆炸事故频繁发生,造成的损失极其惨重。市政排污管网作为城市公共基础设施的重要组成部分,由于分支多、密闭性强等特点,其内往往积聚大量可燃气体,极易引发爆炸,开展市政排污空间可燃气体爆燃特性及灾害传播规律研究对市政排污管网的安全运营尤为必要。本文借助计算流体动力学软件Auto Rea Gas,研究了甲烷浓度、泄爆开启压力以及检查井数量对排污空间可燃气体爆燃特性的影响,主要内容如下:(1)
磁场可以通过作用离子、带电基团、磁性粒子等对化学反应产生影响。气体爆炸是自由基链式反应过程,自由基是顺磁性物质,磁场可以通过作用链式反应的关键物质-自由基来影响气体爆炸。目前,磁场对离子型反应和发动机燃烧等领域比较深入,而在磁场效应对气体爆炸的影响及机理研究还不够深入。本文利用磁场影响预混可燃气体爆炸机理的研究方法,实验研究磁场对不同预混可燃气体爆炸特征和爆炸产物的影响规律,数值模拟分析不同预混可
除尘系统是工业粉尘爆炸事故的初始高发区域。除尘器主体爆炸灾害通常经泄爆面释放至除尘器外部,同时沿进风管道向工艺上游传播。爆炸灾害沿除尘管道与泄爆面的双向传播很可能存在相互作用,加剧除尘系统爆炸致灾过程的复杂性,制约爆炸灾害的科学评估和精准防治。基于此,本文借助计算流体动力学技术,系统研究了典型除尘系统爆炸灾害演化全过程,剖析了泄爆面尺寸、泄爆面静开启压力、除尘管道内径、粉尘云浓度等因素对除尘器主体
介电弹性体(DEs)作为电活性聚合物中的一种,因其可将电能转换为机械能的特点引起了人们极大的兴趣。由DE膜和DE膜两侧的柔性电极组成的介电弹性体驱动器(DEAs)由于可以模仿自然肌肉扩张、旋转和收缩,被形象地称为“人造肌肉”。基于其优异的机电性能,DEAs在传感器、人工肌肉、触觉显示和微型机器人等领域有着广泛的应用。然而,DEA所需的驱动电压较高,导致其在实际应用中受到限制。因此,如何在低电场下产
近年来,无人机技术在环保领域中的应用得到较快普及,但将无人机技术应用到环境监理工作中的案例尚不多见。本文阐述了基于GIS的无人机技术和修复工程环境监理的主要特点,通过对某大型污染场地土壤修复工程环境监理项目中应用无人机遥感技术的分析,总结案例的特点及不足,探索基于GIS的微型无人机技术在环境监理中的应用,旨在将无人机技术的即时性、准确性、便捷性与环境监理的要求结合起来,为环境监理工作提供更加高效、
本文对无人机GIS和BIM技术进行进一步研究,同时根据相关的工程为基础对倾斜摄影和激光雷达所形成的GIS数据、工程地质调绘数据等成果进行进一步深入分析,通过对地表真三维GIS的快速建立以及融合地质体模型和道路模型。从而进一步研究相关的道路品质内容。本文应用了自主研发的智慧地质建模软件,对地理地质模型进行了快速建模,同时应用智慧录制软件将成果应用在道路辅助设计和咱们建模工作当中。通过以上方式就可以有