服务粉丝

我们一直在努力
当前位置:首页 > 财经 >

中国地质大学(武汉)夏帆、陈林峰团队《Adv. Mater.》:肠胃蠕动启发的双层管状水凝胶驱动器用于黏性液体的定向输送

日期: 来源:高分子科技收集编辑:老酒高分子
点击上方“蓝字” 一键订阅

液体可控传输是涉及微流体,水收集,打印,分析检测等领域的一个基础科学问题。长期以来,研究者们通过在表面设计浸润性梯度或/和结构梯度,实现对不同液体的可控定向传输。该方法适用于水和常见有机试剂等低黏度的液体,对于日常生活和化学工业中常见的高黏性液体(>100 mPa s),如重油、聚合物溶液、乳化液、蜂蜜和许多离子液体等,其可控定向传输一直是一个巨大的挑战,主要原因是黏性液体与基底之间存在高粘附作用力和粘滞阻力。通过界面润滑作用可有效降低阻力,但是其驱动力及方向不能有效控制。


哺乳动物(如人类)的肠胃具有蠕动功能,在传输黏性食物流体方面具有特殊的优势。肠胃蠕动通过驱动力控制(外层平滑肌定向收缩)和阻力控制(内表面分泌润滑黏液)的协同作用,可以持续定向地有效传输黏性食物流体(即食糜液,其粘度可达到2000mPas)。

近期,中国地质大学(武汉)材料与化学学院夏帆、陈林峰团队受肠胃蠕动启发设计并发展了一种双层管状水凝胶驱动器(DLTHAs)用以对黏性液体的定向输送。该驱动器具有双层结构,外层为聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)/海藻酸盐凝胶(AG)互穿网络,并掺杂碳纳米管(碳纳米管)(表示为PNIPAM/AG/CNTs),在外部NIR作用下,碳纳米管会吸收光能并将其转化为热量,导致外部PNIPAM/AG/CNTs水凝胶的收缩。内层为超亲水性海藻酸盐凝胶,外层收缩产生的水会在内层表面形成润滑层,促进了黏性液滴的传输。这种新型水凝胶驱动器可以实现对宽黏度范围(约1000 mPa∙s 至 >80000 mPa∙s)的黏性液体的有效定向传输(图1),传输过程管内无明显残留。作者还在文章中展示了黏性液体的潜在应用,例如传输黏度剧烈增加的聚合反应液,可循环使用的黏性墨水打印喷头。
 

图1:DLTHA的设计示意图
 

图2:DLTHA的形貌表征

该研究为高黏性液体的定向输送提供了一种通用的新策略,不仅扩大了液体操纵/输送的研究范围,为新型液体传输驱动器的设计提供新思路,而且在基于高黏性液体的微流体,软体机器人,打印喷头,人工血管等领域具有潜在的应用。该工作以题为“Gastrointestinal peristalsis-inspired hydrogel actuators for NIR-controlled transport of viscous liquids”的文章发表于Advanced Materials上。文章第一作者是中国地质大学(武汉)硕士研究生张立云。该研究得到国家自然科学基金委的支持。
 

图3:DLTHA的粘性液体输送性能

图4:DLTHA的潜在应用展示


原文链接:

https://doi.org/10.1002/adma.202212149


相关进展

中国地质大学(武汉)夏帆教授课题组《Nat. Commun.》:图案化光响应DNA水凝胶实现局部细胞响应性调控

中国地质大学(武汉)夏帆教授课题组在扩展双网络交联水凝胶性能上取得新进展

高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享,刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件(论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等)至info@polymer.cn,并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送,并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求,陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群,也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群,全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群,请先加审核微信号PolymerChina(或长按下方二维码),并请一定注明:高分子+姓名+单位+职称(或学位)+领域(或行业),否则不予受理,资格经过审核后入相关专业群。

这里“阅读原文”,查看更多


相关阅读

  • 警惕!这个部位的痘痘千万别挤

  • 〔❤️祛痘护理好物〕限时开团:颜值补丁祛痘凝胶低至65/支起!温和净痘防反复祛痘的凝胶,红肿痘痘急救必备!还有疑问没有被解答?有些问题不好意思问?网上的健康信息担心不靠谱?别慌,丁
  • 暨大宁印教授联合中英日等学者发表研究成果

  • 暨南大学融媒体中心讯 近日,暨大化材院宁印教授团队提出了一种“变形取向内嵌”策略,首次实现了高分子凝胶颗粒在矿物晶体中的“自动”变形和“自发”取向,为人工合成具有多级

热门文章

  • “复活”半年后 京东拍拍二手杀入公益事业

  • 京东拍拍二手“复活”半年后,杀入公益事业,试图让企业捐的赠品、家庭闲置品变成实实在在的“爱心”。 把“闲置品”变爱心 6月12日,“益心一益·守护梦想每一步”2018年四
  • 美国对华2000亿关税清单,到底影响有多大?

  • 1 今天A股大跌,上证最大跌幅超过2%。直接导火索是美国证实计划对华2000亿美元产品加征25%关税。 听起来,2000亿美元数目巨大,我们来算笔账。 2000亿美元,按现在人民币汇率

最新文章

  • 可怕,男子疑因与他人发生口角将冰箱从23楼扔下

  • 4月28日,江苏南京。网传建邺区清泽园小区,男子与他人发生口角后,为发泄从23楼窗口,扔下锅碗瓢盆、油烟机、冰箱等物品。今天下午,记者从该小区居民了解到,当晚9点左右,有人往楼下扔
  • 超2.4亿人次出游!多地网友发来景区实况

  • “五一”小长假第一天多地都开启“人从众”模式#今年的五一疯了吗##五一预计240000000人次出游##五一假期首日多地热门景区寸步难行#……纷纷登上热搜榜杭州铁路、地铁客流