Yerinde lokalize hizalama destekli tuzlama, yüksek mukavemet, tokluk ve darbe direnci ile gelişmiş iyonseller

Şekil 1. PL-GEL'in hazırlama işleminin şematik gösterimi.

Sinerjistik bir strateji: Tuzlama ile yerinde yerelleştirilmiş hizalama

• İmalat, etilen glikol içinde PVA'nın çözülmesi, bir organogel oluşturmak için dondurulması ve daha sonra jeli iyonik sıvı değişimi sırasında her iki uçta sabitleyerek başlar. Fiksasyon, büzülmeyi kısıtlar ve polimer zincirlerini kademeli olarak hizalayan gerilme stresi oluşturur. Eşzamanlı olarak, iyonik sıvı tuzlamayı teşvik eder, PVA zincirlerinin daha fazla toplanmasını ve kristalleşmesini sağlar.
• Sonuç jeli, sağlam iyonik ve hidrojen bağlama ağlarının jeli stabilize ettiği oldukça dolaşmış ve mikro odaklı bir yapıdır. Geleneksel tuz çözeltilerine kıyasla, iyonik sıvılar daha yüksek iyon değişim kapasitesi ve termal stabilite sağlar ve daha güvenilir bir polimer ağı oluşturur.

PL-jel, olağanüstü mekanik özellikler gösterir:

• Ayarlanabilir gerilme mukavemeti: 18.1-62.2 MPa
• Sertlik: 56.8–123.7 mj m⁻³
• Young modülü: 18.8-187.8 MPa

Geniş Uygulanabilirlik

Önemli olarak, bu sertleştirme stratejisi PVA tabanlı jellerle sınırlı değildir. Generalliğini, geliştirilmiş mekanik ve koruyucu performans sergileyen Paam hidrojellerine uygulayarak gösterdik. Bu, yüksek performanslı polimerik jeller tasarlamak için evrensel bir yol olarak yaklaşımın potansiyelini vurgular.

Yeni nesil koruyucu ve esnek malzemelere doğru

Bu çalışma, zincir hizalamasını ve moleküler etkileşimleri dikkatlice kontrol ederek, güç, tokluk ve esnekliği birleştiren iyonik jelleri tasarlamanın mümkün olduğunu göstermektedir. PL-jel şeffaf, son derece sert ve hem delinme hem de balistik etkiye dayanabilen, gelişmiş esnek elektronik, koruyucu dişli ve havacılık uygulamaları için yeni fırsatlar açabilmektedir.

Bağlantı: https://doi.org/10.1038/s41467-025-63148-0