来源：AdvancedScienceNews
Janus材料集成不同化学组成/性质于一体（如亲水/疏水、极性/非极性、正电荷/负电荷等)，功能/组成具有空间分区特性[1]。作为固体双亲材料，Janus材料能高效稳定界面并赋予功能性，为界面功能化和调控提供新思路[2]。在高分子共混增容过程中，分子型增容剂容易从界面迁移，增容效率低。Janus材料作为增容剂时，借助双亲性和Pickering效应，能够稳定分布在相界面，极大提高相界面稳定性。Janus材料作为填料，能够赋予高分子材料界面增强、增韧及功能等多重特性[3]。
图1.（a）功能性Janus纳米片合成；（b）PVDF/PLLA/JNS（60/40/0.5）共混物断面；（c）氯仿刻蚀后，PVDF骨架表面；（d）氯仿刻蚀后，高分子共混物刻蚀率（黑）和厚度（蓝）随Janus纳米片含量变化曲线；（e）高温热压前（1）和热压后（2），PVDF膜导电性随Janus纳米片含量变化曲线。
最近，清华大学杨振忠教授和梁福鑫副教授联合团队进一步以Janus纳米片为手段在高效稳定不相容高分子共混体系界面方面取得新进展。以四乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷为前驱体，利用硅烷偶联剂在乳液界面溶胶-凝胶并破碎改性得到功能性Janus纳米片（图1a）。在聚偏氟乙烯/聚乳酸（PVDF/PLLA）共混体系中，Janus纳米片稳定处在两相界面（图1b和c）。当添加量为0.5 wt%时，Janus纳米片在界面处形成jamming结构（图1b），显著提升界面稳定和增容效果。选择刻蚀PLLA相得到多孔材料，界面处Janus纳米片能够有效抑制其高温收缩，提高稳定性（图1d）。当把炭黑填充到PVDF多孔膜中，PVDF多孔膜导电性从10-12S·cm-1提高至10-3S·cm-1。界面处的Janus纳米片能很好保护炭黑网络，当添加量为0.5 wt%时，材料即便经热压处理导电性仍保持不变（图1e）。该工作为不相容高分子共混体系相界面高效稳定和功能化提供了新思路，也将为高分子废弃物的高值回收利用提供新途径。工作得到国家自然科学基金（51622308，51833005）支持。
文章发表在Macromol. Rapid Commun.,DOI: 10.1002/marc.202000392，第一作者为管纪鹏博士。
参考文献：
[1] F X Liang, C L Zhang, Z Z Yang*. Rational Designand Synthesis of Janus Composites [J]. AdvancedMaterials 2014, 26 (40):6944-6949.
[2] F X Liang, B Liu, Z Cao, Z Z Yang*. Janus Colloidstoward Interfacial Engineering [J]. Langmuir2018, 34 (14): 4123-4131.
[3] Y Hou, G L Zhang, X P Tang, Y Si, X M Song, F X Liang*,Z Z Yang*. Janus Nanosheets Synchronously Strengthen and Toughen Polymer Blends[J]. Macromolecules 2019, 52 (10): 3863-3868.
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/marc.202000392
作者：Dr. Jipeng Guan, Dr. Haoguan Gui, Dr. Yanyan Zheng, Prof. Jichun You, Prof. Yongjin Li,Prof. Fuxin Liang*, Prof. Zhenzhong Yang*
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