Kinetics of Sorption in Hygroscopic Hydrogels

自愈水凝胶 吸附 动力学 化学工程 材料科学 聚合物 纳米孔 水蒸气 多孔性 多孔介质 水运 纳米技术 化学 吸附 高分子化学 复合材料 有机化学 环境科学 环境工程 水流 工程类 物理 量子力学
作者
Carlos D. Díaz‐Marín,Lenan Zhang,Zhengmao Lu,Mohammed Alshrah,Jeffrey C. Grossman,Evelyn N. Wang
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:22 (3): 1100-1107 被引量:164
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.1c04216
摘要

Hygroscopic hydrogels hold significant promise for high-performance atmospheric water harvesting, passive cooling, and thermal management. However, a mechanistic understanding of the sorption kinetics of hygroscopic hydrogels remains elusive, impeding an optimized design and broad adoption. Here, we develop a generalized two-concentration model (TCM) to describe the sorption kinetics of hygroscopic hydrogels, where vapor transport in hydrogel micropores and liquid transport in polymer nanopores are coupled through the sorption at the interface. We show that the liquid transport due to the chemical potential gradient in the hydrogel plays an important role in the fast kinetics. The high water uptake is attributed to the expansion of hydrogel during liquid transport. Moreover, we identify key design parameters governing the kinetics, including the initial porosity, hydrogel thickness, and shear modulus. This work provides a generic framework of sorption kinetics, which bridges the knowledge gap between the fundamental transport and practical design of hygroscopic hydrogels.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1234完成签到,获得积分10
刚刚
wanci应助jxcandice采纳,获得10
1秒前
LHL发布了新的文献求助10
1秒前
小蘑菇应助诚心小土豆采纳,获得10
2秒前
小蘑菇应助RuiBigHead采纳,获得10
2秒前
俏皮雁凡发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
爆米花应助李莹采纳,获得10
3秒前
灰太狼大王完成签到,获得积分20
4秒前
6秒前
6秒前
agentwang发布了新的文献求助10
6秒前
又听风雨完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
拼弄发布了新的文献求助10
7秒前
天外来物完成签到 ,获得积分10
7秒前
张XS完成签到,获得积分10
7秒前
北冥有鱼发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
bkagyin应助俏皮雁凡采纳,获得10
10秒前
Akim应助身处人海采纳,获得10
10秒前
脑洞疼应助搞怪山柏采纳,获得10
11秒前
灰太狼大王关注了科研通微信公众号
12秒前
随意发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
常温可乐发布了新的文献求助10
12秒前
han完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
慕青应助明朗采纳,获得30
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
搜集达人应助踏实的亦凝采纳,获得10
14秒前
zyw发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
小马甲应助丰裕口采纳,获得10
16秒前
wy发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6018248
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7605646
关于积分的说明 16158476
捐赠科研通 5165797
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2765030
邀请新用户注册赠送积分活动 1746581
关于科研通互助平台的介绍 1635307