古羅馬神Janus的頭部具有雙面結構,分別朝向過去和未來,與中國的陰陽概念類似,體現了事物的辯證統一。Janus顆粒能夠將不同組成和功能分區集成,是一種典型的分區納米復合材料。1992年,de Gennes在諾貝爾獎頒獎演講中,預測了Janus顆粒類似雙親性分子可在液/液界面自組裝并且具有明確方向指向,顆粒間縫隙能夠為物質傳輸提供通道。de Gennes的演說激起了Janus顆粒的研究熱潮。清華大學楊振忠教授/梁福鑫副教授團隊長期從事Janus材料研究,實現了Janus材料的規模化生產及在功能涂層、聚合物共混、含油污水處理、功能微膠囊包覆等領域應用。
同時實現表面功能和與基底良好附著對功能涂層設計非常重要。Janus顆粒具有兩親特性,在表/界面處能夠自組織取向,不同分區分別發揮構筑表面功能和與基底浸潤并結合的作用,充分發揮材料表面效能;谶@一特點,Janus顆粒有望為設計功能涂層提供新的構造單元。
日前,清華大學梁福鑫課題組利用雪人狀Janus顆粒的組成和功能分區特性,將溫度響應性的PNIPAM聚合物和可以與基底鍵合的基團分別集成到Janus顆粒的兩端,并將其涂覆在織物表面,制得了具有溫度響應性的動態潤濕涂層。借助人體與環境之間的溫差自動在織物兩側構造出一個親水-疏水的潤濕性梯度(人體側疏水,空氣側親水),并結合毛細管效應實現自內而外的智能定向輸水,達到高效透濕的目的。該織物在特定溫差環境形成親水-疏水Janus結構,自發產生動態潤濕梯度,有望用于開發具有運動排汗、降溫等功能的智能熱管理服裝。相關工作以“Temperature-Triggered Dynamic Janus Fabrics for Smart Directional Water Transport”為題發表在《Advanced Functional Materials》上。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202214183
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