硅的再发现：疏水PDMS的异常透水性提示了纳米结构及其在水的净化和防结冰中的应用

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:27
文章英文标题
Rediscovering Silicones: The Anomalous Water Permeability of “Hydrophobic” PDMS Suggests Nanostructure and Applications in Water Purification and Anti‐Icing
正文
交联聚二甲基硅氧烷( PDMS )同时具有拒水性和对水蒸气的高渗透性。制备了不同厚度( 8 ~ 160 µm )的未填充和无硅交联PDMS薄膜，测定了其水蒸气透过率和透过率。透气率随着膜厚从160 ~ 15 µm减小而增大，但当膜厚减小到8 µm时，透气率不再进一步增大。限速吸附被认为是造成这种影响的原因，并通过表面改性来提高吸附速率。水蒸气在宏观上并不凝结在足够薄的薄膜上，以至于在此动力学区运行，测量了高达60 %透过空气的水蒸气透过率。在碳纳米管和水通道蛋白纳米受限水的基础上提出了一种水渗透机理。
文章内容（英文）
Cross‐linked polydimethylsiloxane (PDMS) is simultaneously water‐repellent and highly permeable to water vapor. Unfilled and silica‐free cross‐linked PDMS films of variable thickness (8–160 µm) are prepared and their water vapor transmission rates and permeability values are determined. Vapor transmission rate increases as membrane thickness decreased from 160 to 15 µm, but does not increase further when the film thickness is decreased to 8 µm. Rate‐limiting sorption is implicated as the cause of this effect and substantiated by a surface modification to enhance adsorption rate. Water vapor does not macroscopically condense on films thin enough to operate in this kinetic regime, and vapor transmission rates as high as 60% of the transmission rates through air are measured. A mechanism for water permeation is offered based on those proposed for nanoscopically confined water in carbon nanotubes and aquaporins.
来源出处
Journal|[J]Macromolecular Rapid CommunicationsVolume 42, Issue 5. 2020.
DOI
https://doi.org/10.1002/MARC.202000682

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