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方寸之间 流动不息 石墨烯上的流变 我的博士五年回顾之一
热度 2 lixiguang 2016-9-2 10:58
09年告别化学之后,我转向 了 高分子物理里偏应用的流变领域,于是开始了和流变学牛人G McKenna的博士征程。流变一词来自于希腊名言, “ 万物皆流”, 在高分子加工,食品工程,以及石油领域都已发展成熟。McKenna组里这些年来主要是集中在稍冷门的玻璃态流变, 高分子纳米薄膜流变,以及DNA流变这样的新领域。 09年正好是石墨烯研究的大年,由于氧化石墨烯的技术日趋成熟,越来越多的科研组开始进入这个领域,别的不说,和我同年进校的工程学院的助理教授,就有二位主攻石墨烯领域。我自己本身并没有想过会从事和石墨烯相关的领域,只是09年年底的一天,和导师开小会的时候,他说他有一个想法,想看看高分子的流变会如何被石墨烯所影响。这个思路的重点不同于常规的依靠共混提高性能的石墨烯高分子复合材料,更多的是着重于界面之间的作用。导师举了一个例子,说如果把石墨烯平行地嵌在高分子纳米薄膜里,底下通压力吹膜会如何。 这确实是一个很好的思路,特别是在组里因为常年研究高分子纳米薄膜流变,加压吹泡的实验已然成熟。然而问题来了,怎么把石墨烯“平放”在高分子纳米薄膜里呢? 当时我们能想到的方法很简单,就是把从材料系要来的氧化石墨烯分散到高分子溶液里,然后spin coating成膜,看看离心力能否“放平”石墨烯。现在看来这个思路过于简单了,当时AFM下看到都是氧化石墨烯垂直地插在薄膜里。更想不到的是,4年后自巴黎归来,我居然真的把石墨烯“平放”在高分子薄膜里,而且给吹了出来。 由于石墨烯高分子流变和石墨烯高分子复合材料直接相关,当时读了很多这方面的论文,也追踪了几个牛组的工作。08-09年西北大学的L Brinson, 和德州奥斯丁的Ruoff发表了一篇文章在自然杂志的纳米技术上。报告说万分之一质量分数的氧化石墨烯,用溶剂法加到PMMA里,大大提高了力学性能,特别是玻璃化转变温度(Tg)提高了15摄氏度。 一般来说,万分之一的改性,Tg改变如此之大是难以置信的。当时导师有一个剑走偏锋的思路,说可能是因为PMMA在玻璃化转变温度下,还有相距不远的Beta转变(和侧基转动有关)。由于石墨烯的二维空间限制效应,影响到了Beta转变,从而大大提高了力学性能. 于是直到2010年暑假,我一直在试图重复的L Brinson组的工作,可惜所得到的哪怕是千分二点五的氧化石墨烯,都看不到PMMA玻璃化转变温度有5度以上的上升。当时相当的失望啊。导师倒是颇为豁达,劝我早点move on。万般无奈之下,我忽然意识到,PMMA有不少人做,但是PEMA却几乎没有人做过。于是我立刻转向PEMA,结果相当惊奇,千分二点五的氧化石墨烯,能提高PEMA的玻璃化转变温度12到15度.这个量虽然赶不上L Brinson的结果,我自己相当惊喜之余,意识到了新的问题,为啥PMMA不行呢? 当时我的一个思路是,虽然氧化石墨烯不能直接改Beta转变, 但若是比较玻璃化转变温度和Beta转变温度的间距的话,PMMA的接近90度,而PEMA的只有50度。也就说,如果氧化石墨烯对于玻璃化转变温度和Beta转变温度之间的关联有一个“切断”作用的话,对于PEMA会更加明显。而这种切断作用,会直接体现在玻璃化转变温度的升高上。 导师表示赞同我的思路,但是觉得想要证明的话,不但要推翻L Brinson的结果,而且会引出更多的有争议的结论。其实我当时能够感觉出来,这个结果已经偏出了他最初的设想,所以他自己也兴趣不大了。 于是在多重考虑下,2011年我向大分子投了一篇通讯,后来发表在大分子通讯(ACS MacroLetters)的第一期上 http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/mz200253x 文章的重点是讨论玻璃化转变温度的升高对于PEMA机械性能的影响,没有刻意针对L Brinson的结果。
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流水
热度 1 pingguo 2013-6-22 14:17
一 古老的运河,流淌成为封面 岁月悄然起伏 或者用人们仰望的西湖 月光照着它抽象的深度 二 好多事,闪现一次 为的是消失 比如有的梦,一生相遇一次 三 一眼望去,流水一词 刺中了我,用静静的植物的刺 比如玫瑰的刺 可是,一颗星与另一颗星 一株草与另一株草 一枚词与另一枚词 同我保持小心翼翼的距离 刺痛人的是别的东西,显与隐的 诗句,穿行于神奇的轨迹 四 以流水的四季再现流水 以有形之词概括无形之意 内心,升起恻隐的痛 搜寻你远去的目光 一无所有,除了淡淡的空 五 从一粒种子到漫山遍野 从道生一到三生万物 所有的流变 水最美 可是谁会说,爱流水 脱口而出当属无心 六 我是一念之间的我 也是相信永远的我 不要轻易说,山是山水是水 不要轻易说,熟悉 七 从一滴水到一片海,再从一片海 回归一滴水 大自然还会运用什么样的语言 借流变述说不变
个人分类: 诗歌|2117 次阅读|2 个评论
天上的水是怎么来的?这个问题是不是更傻?如果不是,欢迎讨论。
sheep021 2009-7-24 16:42
水是生命之源,把水的流动和变化规律研究清楚了,对生命的理解也就深入了 武夷山老师和二傻老师发起了一个有意思的话题:树是怎样把水提到10米以上树梢的,人是咋尿尿的: http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=244356 真是处处留心皆学问啊,这些司空见惯的问题,还真不容易一下子弄明白。本人曾经在医院见过一个闭癃病人,尿不出,肚涨如鼓,疼痛难忍,一个40来岁的汉子,不停的呻吟叫喊,当时是晚上,值班医生的办法是:注射杜冷丁止痛,吊水,结果打了两次杜冷丁依然不能止疼,吊了半瓶水,病人越发疼痛,后来患者家属明白过来了,病人小便点滴不出,憋得要死,医生却继续吊水,那不是越来越憋尿吗? 但医生除了这两招之外,也束手无策。这家人只好转院,后事不可得而知。但如果是好的中医,肯定可以用很简单的办法搞定。 本人不打算在这里展开。只想借题发挥,提出另一个问题: 天上的水是怎么来的? 李白有诗曰:黄河之水天上来,奔流到海不复回。那天上的水哪里来呢? 这个问题是不是更傻问题?如果不是,欢迎讨论。
个人分类: 聆听自然|5260 次阅读|5 个评论
【分享】柔性电子相关研究领域的著名学者(updating)
yahuang 2009-6-12 21:17
1. Sigurd Wagner http://www.princeton.edu/~wagner/index.htm He is working on devices, processes, and materials for large-area electronics, which is also called macroelectronics or giant electronics. 2. Zhigang Suo http://www.seas.harvard.edu/suo/ Allen E. and Marilyn M. Puckett Professor of Mechanics and Materials, School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University 3. Yonggang Huang http://www.civil.northwestern.edu/people/huang.html Mechanics of materials and structures; fracture mechanics; composite materials; micromechanics; atomistic-based continuum mechanics; mechanics of stretchable electronics. 4. John A Rogers http://rogers.mse.uiuc.edu/ He seeks to understand and exploit interesting characteristics of 'soft' materials, such as polymers, liquid crystals, and biological tissues as well as hybrid combinations of these materials with unusual classes of inorganics, such as nanoribbons, wires and platelets. 5. Ian Hutchings http://www.ifm.eng.cam.ac.uk/pp/publications/imh.html The Inkjet Research Centre has established an Inkjet Interest Group as part of the EPSRC and industry funded project investigating fundamental aspects of inkjet. 6. Zhenan Bao http://baogroup.stanford.edu/ Energy, organic semiconductors, transistors, solar cells, carbon nanotube, transparent electrodes, sensors, soft materials, organic and polymer synthesis and characterization, nano- and micropatterning, bio-inspired assembly, and device fabrication and characterization. 7. Vivek Subramanian http://www.eecs.berkeley.edu/~viveks/ His research interests include advanced CMOS devices and technology and polysilicon thin film transistor technology for displays and vertical integration applications. His current research focuses on organic electronics for display, low-cost logic, and sensing applications. He has authored or co-authored more than 40 research publications and patents. 8. William D. Nix http://soe.stanford.edu/research/layout.php?sunetid=nix Hiscurrent work deals with the mechanical properties of nanostructures and with strain gradients and size effects on the mechanical properties of crystalline materials. 8. Liwei Lin http://www.me.berkeley.edu/~lwlin/ MEMS (Microelectromechanical Systems); NEMS (Nanoelectromechanical Systems); Nanotechnology; design and manufacturing of microsensors and microactuators; development of micromachining processes by silicon surface/bulk micromachining; micro moulding process; mechanical issues in microelectromechanical systems (MEMS) including heat transfer, solid/fluid mechanics and dynamics. 9. George Whitesides http://gmwgroup.harvard.edu/ updating
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GMT+8, 2024-5-25 07:31

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