Wetenschappers stellen multifunctionele nanocapsules van vloeibaar metaal voor

Vloeibare metalen (LM’s) zijn veelbelovend voor toepassingen in flexibele elektronica en biomimetische functionele composieten. Nanometerisatie en oppervlaktemodificatie van LM’s worden meestal gebruikt om hun substraataffiniteit en verwerkingseigenschappen te verbeteren. In de meeste gevallen worden LM-nanodruppels ingekapseld in ultradunne en kwetsbare omhulsels van oxiden of amfifiele monolagen. Het kan echter worden verhinderd dat ze homogeen worden opgenomen in verschillende composieten via conventionele verwerkingsmethoden. Daarom blijft het een uitdaging om stabiele en verwerkbare LM-nanodruppels te produceren.

In hun vorige studie hebben prof.Li Chaoxu en zijn collega’s van het Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) van de Chinese Academy of Sciences (CAS) onthuld dat LM’s vrije radicalenpolymerisatie van een vinylmonomeer kunnen initiëren onder ultrasone trillingen.

Onlangs heeft deze onderzoeksgroep voor de eerste keer ontdekt dat de ringopeningspolymerisatie werd geïnitieerd door het soniceren van vloeibaar metaal in vloeibare lactonen en stelde multifunctionele nanocapsules van vloeibaar metaal voor. “Door deze in-situ polymerisatie werden LM-nanodruppels ingekapseld in polylacton-omhulsels met instelbare dikte, die verder konden worden gedroogd tot vast poeder”, aldus prof. Li.

Naast een hoge chemische stabiliteit en dispergeerbaarheid in organische oplosmiddelen, combineerde het poeder van LM-capsules uitzonderlijke eigenschappen van LM-druppeltjes en polylacton-omhulsels. Het zou in thermoplastische composieten kunnen worden geïntroduceerd door middel van vloeibaar gieten en thermisch / fotogieten voor kerfongevoelige scheureigenschappen, door sinteren geïnduceerde elektrische geleidbaarheid en fotothermisch effect.

LM-initiator van ringopeningspolymerisatie kan een pad openen om stabiel en thermisch / foto-vormbaar poeder van LM-capsules en hun multifunctionele composieten te produceren die toepasbaar zijn in biomedicijnen, zachte elektronica en slimme robots.