Bio-inspired intelligent evaporation modulation in a thermo-sensitive nanogel colloid solution for self-thermoregulation

文献情報

出版日 2017-06-06
DOI 10.1039/C7CP03137H
インパクトファクター 3.676
著者

Kang Liu, Jun Zhou


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要旨

Intelligent evaporation and temperature modulation plays an important role in self-regulation of living organisms and many industrial applications. Here we demonstrate that a poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) nanogel colloid solution can spontaneously and intelligently modulate its evaporation rate with temperature variation, which has a larger evaporation rate than distilled water at a temperature higher than its lower critical solution temperature (LCST) and a smaller evaporation rate at a temperature lower than its LCST. It performs just like human skin. Theoretical analysis based on the thermodynamic derivation reveals that the evaporation rate transition around the LCST may originate from the saturated vapor pressure transition caused by the status transformation of the PNIPAM additives. An intelligent thermoregulation system based on the PNIPAM colloid solution is also demonstrated, illustrating its potential for intelligent temperature control and acting as an artificial skin.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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