Tuning the Properties of Nanocomposites by Trapping Them in Deep Metastable States
Tuning the Properties of Nanocomposites by Trapping Them in Deep Metastable States
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通过将纳米复合材料捕获在深层亚稳态来调整纳米复合材料的性能
DOI：
10.1021/acsapm.1c01623
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发表时间：
2022
影响因子：
5
通讯作者：
Jeong, Seung Pyo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhou, Zhengping;Bocharova, Vera;Kumar, Rajeev;Genix, Anne-Caroline;Carroll, Bobby;Samanta, Subarna;Popov, Ivan;Young-Gonzales, Amanda;Kisliuk, Alexander;Jeong, Seung Pyo
纳米颗粒 (NP) 周围的聚合物基质中形成的界面区域控制着聚合物纳米复合材料 (PNC) 的许多宏观特性。然而，了解控制界面区域结构和性能的因素仍然是一个挑战。我们证明，溶液中纳米颗粒表面聚合物链的初始捕获强烈影响 PNC 的宏观性能。最令人惊讶的结果是，即使经过极长的热退火时间，PNC 的性能差异仍然存在。我们将观察到的变化归因于界面层的形成，该界面层已在溶液中陷入深层亚稳态。此外，所提出的分析表明，PNC 平衡时间是由链解吸时间定义的，链解吸时间可能非常长，在某些情况下，甚至在合理的实验时间尺度上无法达到。这些结果凸显了聚合物溶液浓度对界面层形成和 PNC 宏观性能的重要性。
The interfacial region formed in a polymer matrix around nanoparticles (NPs) controls many macroscopic properties of polymer nanocomposites (PNCs). However, understanding the factors controlling the structure and properties of the interfacial region remains a challenge. We demonstrated that the initial trapping of polymer chains at surfaces of NPs in solution strongly affects the macroscopic properties of PNCs. The most surprising result is that the differences in properties of PNCs persist even after an extremely long thermal annealing time. We ascribe the observed changes to the formation of an interfacial layer that is trapped in a deep metastable state already in solution. Furthermore, the presented analysis suggests that the PNC equilibration time is defined by the chain desorption time that can be extremely long and, in some cases, even not accessible on a reasonable experimental time scale. These results highlight the importance of polymer solution concentrations on the formation of an interfacial layer and the macroscopic properties of PNCs.
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影响因子：
5.5
作者：
I. Popov;B. Carroll;V. Bocharova;A. Genix;Shiwang Cheng;A. Khamzin;A. Kisliuk;A. Sokolov
通讯作者：
I. Popov;B. Carroll;V. Bocharova;A. Genix;Shiwang Cheng;A. Khamzin;A. Kisliuk;A. Sokolov
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G. Jimbo