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独特的颗粒 - 盖克波脚的粘性 - 通过利用混乱形成

时间：2021-08-22 13:52:27 来源：

NC国家研究人员使用混沌技术来创建具有粘性特性的有序粒子。

北卡罗来纳州立大学的新研究表明，独特的材料具有不同特性的独特材料，类似于壁虎脚的物质 - 可以通过利用液驱动的混乱来产生具有等级分支的软聚合物微粒产生粘合到任何表面的能力。微型和纳米尺度。

今日（2019年10月14日）在自然材料期刊上发表的调查结果持有凝胶，糊剂，食品，非织造布和涂料的进步潜力，以及其他配方。

具有独特粘合剂和结构性能的软树枝状颗粒材料可以从特殊条件下沉淀出来的各种聚合物产生，S. Frank和Doris Culberson在NCState和通讯作者的化学和生物分子工程教授本文。

“我们使用”液体“纳米制造物在溶解聚合物并用另一种液体迅速混合溶液后将大多数聚合物转化为支化颗粒。”“这种在湍流中的快速混合产生分级方式组织的支化颗粒。”

围绕这些颗粒的最薄的分支形成纳米纤维的珊瑚岩，丝绒加入，通过称为van der WaaS力的吸引力的分子力分配它们的粘性。

新材料不仅是其结构，而且在其制造的方式中是独一无二的。

“湍流的使用通常不被称为制造有组织结构的方式，”Velev说。“在这里，我们正在使用这个固有的混乱过程来创建分层结构。”

用于制造这些材料的液体工艺适用于许多类型的聚合物，并且通常是有效且便宜的。Velev补充说，制造过程可以很容易地缩放以产生大量的软纳米材料，这通常是在微型和纳米级材料制造材料的挑战。

Velev实验室的未来研究将寻求详细介绍这种令人惊讶的发现背后的基本面。研究还将检查可以使用该方法产生的不同类型的聚合物和生物聚合物材料，包括吸引或击退水的涂层和片材，例如或细胞支架和3-D印刷浆料。NCState已经提出了新的软树枝状材料和创建它们的过程。

“这项工作是纸张的研究合作者和本文共同作者的基础和应用科学如何协同工作。”“我们始于基本科学的调查结果，同时调查它们，我们发现了许多新的应用，如超级粘合剂和涂料，又为其属性带来了新的基本问题。”

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前博士。学生Sangchul Roh是纳米制作过程的共同发明人，本文的第一作者也是由奥斯汀·威廉姆斯和雷切尔·邦的研究生官员共同撰写的，他正在继续调查新材料的形成和应用。

该研究由国家科学基金会提供资金，根据授予CMMI-1825476，CBET-1604116和NCState的总理创新基金。

参考：Sangchul RoH，奥斯汀H.威廉姆斯，雷切尔S. Bang，Simeon D.Stoyanov和奥林D.默勒夫，2019年10月14日，自然材料，Sangchul R RoH，Austin H. Williams，Simeon D.Sone.Doi：
10.1038 / s41563-019-0508-z

抽象的：形态学之间的相互作用，排除的颗粒的体积和粘附性尺寸确定了许多软材料和涂层的物理性质。支链颗粒或纳米纤维，纳米纤维纤维素或乳液二氧化硅可以增强胶体的结构构建能力，其粘附也可以通过毛细管性或结合剂增加。尽管如此，本质上发现的强粘连的替代机制涉及具有许多壁虎蜥蜴和蜘蛛网的脚下的纤维状垫（接触分裂）。在这里，我们描述了具有具有树突形态学的分支纳米纹核的分层结构化聚合物微粒的制造。高湍流中的聚合物沉淀导致微粒，具有分形支化和纳米纤维接触分裂，其在非常低的体积分数下表现出凝胶化，强烈的颗粒粘附和结合到涂层和无纺布片中。这些柔软的树突颗粒还具有食品，个人护理或药物制剂的潜在优势。

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