冰,看似平凡无奇,却蕴藏着无尽的奥秘。近年来,科学家们在探索冰的特性方面取得了重大突破,尤其是在抑制结冰和促进除冰方面的研究备受关注。 在最新的研究中,科学家们发现,氨基酸改性纳米粒子展现出了与冰晶特异性结合的能力。通过动态光散射(DIS)和单冰晶生长实验,研究人员验证了两种氨基酸改性纳米粒子——PSerA和PHPMAm——与冰晶具有特异性结合能力。更有趣的是,这种结合效果会随着粒子尺寸和表面积的增大而得到加强。这一发现为设计高效抑冰材料提供了新的思路。通过将这些具有冰特异性结合能力的亲水嵌段组装成大尺度高级形貌,科学家们成功获得了性能优异的抑冰材料。 除了氨基酸改性纳米粒子外,含氟两嵌段共聚物乳液也在抑冰和除冰领域展现出了巨大的应用潜力。研究人员利用RAFT-PISA乳液聚合技术,以丙烯酸(AA)为亲水单体,丙烯酸六氟丁酯(HFBA)为疏水单体,DAAM为可交联单体,合成了一系列可在不同嵌段交联的含氟两嵌段共聚物乳液。通过使用含有二硫键的二酰肼交联剂3,3'-二硫代二丙酰肼(DTDPH)进行交联,他们制备出了力学性能良好、表面性能优异的乳胶膜,能够有效延缓结冰并易于除冰。更令人兴奋的是,由于二硫键的存在,这种交联乳胶膜可以在水(醇)溶液中通过还原剂实现解交联,回收率可达70%以上。这一突破不仅为设计合成高性能抗冰材料提供了新思路,还为减缓氟污染和回收含氟材料提供了新的解决方案。 除了上述研究外,科学家们还在非均相体系中进行了NMP聚合的探索。尽管大多数NMP聚合都是在本体或溶液体系中进行的,但少数案例证明了在微乳液和乳液体系中也能实现成功的活性聚合可控性。虽然TEMPO调控的乳液聚合通常需要在高于100°C的高温下进行,但通过在较低温度下使用特定的引发剂和调控剂,如偶氮引发剂V-70和卟啉,科学家们成功实现了对SFRP过程的控制。 冰的奥秘远未被完全揭示,但科学家们正在不断探索和创新,为我们带来更多令人惊叹的发现。氨基酸改性纳米粒子与冰晶的特异性结合,以及含氟嵌段共聚物乳液在抑冰和除冰方面的应用,都为设计高效抗冰材料提供了新的思路。随着研究的深入,我们有理由相信,冰的奥秘将被一一揭开,为人类的生活带来更多便利和益处。
科学家到底发现了什么?为什么那么坚信章鱼可能不是地球的生物?2018年《自然》
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