Angew：羟基磷灰石亚纳米线-聚酰亚胺复合材料

纳米技术

2022-11-17

亚纳米线由于具有高比表面积、高柔性、类似聚合物分子链的特点，具备广泛的应用和发展前景，并且能够构建无机材料和聚合物结合的材料。

有鉴于此，北京大学邓旭亮、卫彦、清华大学王训等报道合成羟基磷灰石HAP（hydroxyapatite）亚纳米线，通过简单混合HAP亚纳米线和聚酰亚胺的方式构建HAP/PI复合物凝胶，通过HAP亚纳米线和PI之间的相互作用，HAP/PI形成连续的复合物网络HSP。

本文要点

（1）

当提高HAP/PI中的HAP成分含量，相比于PI，HSP凝胶的粘度和模量提高1~2个数量级。HSP构建的薄膜材料不仅能够保留较好的透光率，而且具有高雾度和更高的杨氏模量。因此HSP凝胶、薄膜材料可能用于涂层或者高性能薄膜。

（2）

作者通过水热合成的方式合成具有超高长度/宽度比例的羟基磷灰石HAP亚纳米线，并将其用于组装HAP和PI组装的凝胶和薄膜。由于HAP亚纳米线和PI之间的大小类似，因此在构建纳米复合结构时形成均相，同时由于聚合物分子链与HAP亚纳米之间的相互作用，实现具有剪切减薄特性的粘性网络，构建的薄膜透光率保持85 %。其中，HAP增强聚合物分子链之间的成键，改善杨氏模量，因此纳米复合材料的机械力学性能得以增强，同时保持优异的光学性能。

（3）

凝胶的制备和形成机理。通过混合亚纳米HAP的溶液和PI溶液，并静置一段时间的方式生成HSP凝胶。其中具有配体的HSP亚纳米线与聚合物分子链之间彼此缠绕，构建3D网络结构，限制溶剂分子的移动，产生高粘度和凝胶。

当HSP的含量进一步增加，凝胶的粘性进一步提升，并呈现非牛顿流体的剪切减薄特性，与此同时其中HAP的取向性降低，粘度发生显著降低。

参考文献

Feng Yuan, Chen Ouyang, Minzheng Yang, Wenxiong Shi, Weibin Ren, Yang Shen, Yan Wei, Xuliang Deng, Xun Wang, Regulating the Mechanical and Optical Properties of Polymer-based Nanocomposites by Sub-Nanowires, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202214571

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202214571