通過羥丙基纖維素 (HPC) 與氧化石墨烯 (GO) 和還原 GO (rGO) 自組裝構建具有耦合電熱調節(jié)用于水傳輸的新型二維水凝膠，其中利用了 HPC 在疏水和親水狀態(tài)之間切換的能力。兩親性 GO 表面用于指導液晶 HPC 域的排序和對齊。HPC 構象和排列的變化可作為光學特性和水傳輸的開關。開發(fā)了一種由導電 rGO 和 2D 水凝膠組成的復合材料以產生熱刺激，從而構建用于調節(jié)水傳輸的電熱控制閥。制備的二維水凝膠具有較大的溶脹率、出色的機械性能（楊氏模量為 2.5 GPa）和優(yōu)異的導電性（176 S cm-1）。當焦耳加熱時，HPC 域在 2D 限制中改變構象的能力可以用作智能膜中具有光學控制的 2D 低足跡水開關。提出的在 GO 和 rGO 的 2D 限制中自組裝 HPC 的可持續(xù)方法適用于較低臨界溶解溫度聚合物的整個家族。因此，證明了一種普遍且可持續(xù)的新型低維穩(wěn)健多功能水凝膠的合成。
圖1 GO/HPC膜的制備和表征。
圖2 GO/HPC2 的 DLS 尺寸分布
圖3 GO/HPC復合膜對溫度的可逆相變的光學偏振圖像。
圖4 通過 GO 和 HPC 膜的水滲透和吸收。
圖5 基于 GO/HPC5 膜的電響應水傳輸裝置。
相關論文以題為Electro-Thermo Controlled Water Valve Based on 2D Graphene–Cellulose Hydrogels發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。通訊作者是新加坡國立大學Daria V. Andreeva等人
參考文獻：
doi.org/10.1002/adfm.202201904
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