巧用界面静电作用实现形状可控的液体字母
科研人员利用纤维素纳米晶体(CNC)表面活性粒子的界面作用，引入了一种称为全液体模塑法的新概念。这种全液体的材料能够保持在模具中的形状和精细结构并对外界酸碱变化具有响应性，可实现形状调控。其中CNC分散液的粘度范围可以从水到高度交联凝胶之间，再通过简单的界面作用制备的全液体模塑材料为封装、液体输送系统和独特的微流体装置提供了新的开发思路。
如图所示，这种纤维素纳米晶体能够在四氯化碳-水界面上与胺封端的聚苯乙烯（PS-NH2）相互作用形成纤维素纳米晶体表面活性粒子(CNCSs)。CNCSs形成非常快速并且与油水界面极为强烈地结合：将CNC水性分散体放入已经用胺封端的聚合物配体的油溶液预先润湿的模具中，模具中的CNC分散液表面是与外界接触的。然后将填充的模具浸入胺封端的聚合物配体的油溶液中，CNCSs便会快速地在表面上形成。由于四氯化碳的密度高于水相的密度，导致液体材料从模具中脱模。此时界面处的CNCs定型，使材料保持模具的字母形状。此外，液体材料的形状可以通过施加电场，剪切力或pH值的变化而进行调控。
▲通过界面作用实现液态材料成型
▲pH=3.0时，形状保持完好
▲pH=7.0时，形状出现收缩
通过向“A”中的三角形中心孔滴入约10μL的NaOH溶液来研究液体材料的可调控性。将尼罗蓝添加到CNC水分散体中以监测pH的变化(pH≥10，染料为蓝色的；pH≈11，染料为红色)。当NaOH一滴入材料中，“A”几乎立即开始变形。pH的变化导致CNCS的结合强度显着降低，染料的颜色变化也表明NaOH转移到液体字母“A”中。1小时后，字母“A”变成稳定的球形。
▲NaOH滴入带指示剂的材料中的一系列变化
总之，通过一种非常简单的界面作用，科研人员制备出一种全液态成型材料。这种完全液态的材料可以在界面处形成稳定的CNCSs实现形状保持，并且利用外界环境密度的差异实现自动脱模，并且可以适应或响应外部刺激，为封装，传感器和液体电子设备的开发提供了独特的平台。
参考文献：ShiS,LiuX,LiY,etal.LiquidLetters[J].AdvancedMaterials,.
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