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创新技术实现了仅用水和油在一分钟内快速制造薄膜

本站发布时间:2025-04-20 06:06:54

一项新技术已经开发出来,可以在一分钟内仅用水和油制造薄膜,这通常需要复杂的工艺。来自UNIST能源与化学工程学院的Kang Hee-Ku教授和她的研究团队宣布了他们利用分散在水中的油滴制造催化薄膜的新工艺

这项开发的技术涉及一个过程,在这个过程中,附着在油滴表面的纳米材料前体漂浮到水面,在那里它们组装成薄膜。当加入过氧化氢时,它会因薄膜前体而分解,产生气泡,导致前体在一分钟内被提升并组装在水面上

该工艺允许精确控制薄膜厚度,可从350 nm调节,并能够使用各种原材料合成面积高达100 cm²的薄膜。所得薄膜具有高表面积的多孔结构,具有出色的机械强度和柔韧性

此外,这些薄膜具有致密的结合结构,可以使用提拉法轻松地从水面转移到基材上,而不会造成损坏。通常,即使在制造高质量薄膜时,转移过程也会导致损坏。这已经通过涉及将薄膜转移到各种形式和材料的基材上的实验得到了证明,包括那些在微米尺度上具有复杂图案的基材,从而可以进行精确的涂层

研究小组利用涂有铂(Pt/C)的碳纳米材料作为原料生产催化薄膜,然后将其转移到叶子上镀金,以制造柔性电极。这些电极表现出一致的导电性,即使在反复弯曲的情况下,也足以为微型灯泡供电。该研究发表在ACS Nano上

库教授解释说:“这项技术代表了利用皮克林乳液的范式转变,皮克林乳液用于化妆品制造。”皮克林乳液通过用固体纳米粒子(NP)覆盖水和油的界面而不是使用分子表面活性剂来降低界面能

该团队利用这一概念开发了一个新平台,即这些NP自发地从油水界面移动到气水界面进行组装在能量上是有利的

她进一步补充道:“该工艺不仅具有成本效益,而且允许一系列NP组合,并且与底物无关,使其适用于柔性电极、催化剂和储能装置的开发。”

More information: Jieun Heo et al, Scalable Fabrication of Freestanding Jammed Nanoparticle Films via Pickering Emulsion-Mediated Interfacial Assembly, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.4c13566

Journal information: ACS Nano

Provided by Ulsan National Institute of Science and Technology

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