协同效应

摘要\n本研究通过在氧化石墨烯( GO )纳米片表面原位生长沸石咪唑酸骨架8 ( ZIF-8 )纳米粒子，制备了具有连续内通道的ZIF-8 @ GO乙醇分子复合材料，并填充到聚二甲基硅氧烷( PDMS )基体中，制备了PDMS / ZIF-8 @ GO混合基质膜( MMMs )，用于渗透蒸发回收乙醇。采用多种技术对所制备的ZIF-8 @ GO复合材料和PDMS / ZIF-8 @ GO MMMs进行了表征。结果表明，ZIF-8纳米粒子均匀分散在GO纳米片表面，ZIF-8 @ GO复合材料的疏水性比GO强，这是由于ZIF-8疏水性对GO进行表面修饰。而且，ZIF-8 @ GO复合材料作为填料不仅与PDMS表现出优异的相容性，而且与ZIF-8纳米粒子相比，在PDMS基体中表现出良好的分散性。因此，ZIF-8 @ GO基MMMs比ZIF-8基MMMs表现出更好的分离性能。通过调节填料种类、颗粒负荷、膜厚和进料温度，研究了PDMS / ZIF-8 @ GO MMMs的渗透蒸发性能。优化后的PDMS / ZIF-8 @ GO MMMs与5 wt %乙醇水溶液在40℃下，总通量为443.8 g / m2 h，分离因子为22.2，与大多数PDMS基MMMs相比，渗透汽化性能更优。优异的渗透汽化结果归因于GO纳米片作为强阻隔剂与具有连续内通道的疏水ZIF-8纳米粒子的协同作用。

柔性传感器在可穿戴电子、软机器人和人机交互设备中具有巨大的吸引力。本工作将银涂层玻璃纤维( AGF )和碳纤维( CF )填充的导电硅橡胶( CSR )嵌入到聚二甲基硅氧烷( PDMS )基体中，在3D打印( 3DP )过程中制备柔性应变传感器( FSS )。研究发现，CF和增塑剂的加入协同形成了支撑结构，保证了CSR在3DP过程中容易挤出。印刷型FSS在不同应变速率下的规整因子( GF )为8 ~ 10，不同应变循环载荷下的电阻恢复过程一致，在600次应变释放循环中具有单调峰值的稳定耐久性能。此外，通过快速傅里叶变换( FFT )分析，可以区分1 / 12   Hz和1 / 36   Hz频率的叠加载荷。观察了AGFs在伸展CSR中的迁移演化，进一步探讨和解释了FSS的电阻响应机制和高GF，印刷FSS能够监测各种关节的运动，进一步区分叠加的人体运动，显示了其在软机器人和可穿戴电子领域潜在的实际应用。

各种填料的组合可以提高聚合物复合材料的热导率，因为在基体中协同形成了一个高效的热传导网络。本工作考察了碳纤维和氧化铝颗粒两种填料在聚二甲基硅氧烷( PDMS )中的协同作用。一种填料组合的结果比任何一种单一填料都具有更高的导热复合材料。体积比为4：1时热导率最大。填充24 vol %碳纤维和6 vol %氧化铝的PDMS复合材料的热导率达到7.91 W m–1K–1，比填充30 vol % CF / PDMS的热导率提高了34 %，由于黏度较低，复合填料复合材料也表现出较好的工艺性能。这种协同作用归因于优化的换热网络和降低的界面热阻。因此，一种组合填料以性价比较高的源材料获得了较好的导热性能和较好的工艺性能。