Polyzwitterionic Hydrogels in Engines Based on the Antipolyelectrolyte Effect and Driven by the Salinity Gradient

自愈水凝胶 肿胀 的 盐度 材料科学 膨胀 活塞(光学) 聚电解质 化学工程 复合材料 高分子化学 聚合物 热力学 工程类 物理 生物 光学 生态学 波前
作者
Sifani Zavahir,Igor Krupa,Somaya Al‐Maadeed,Ján Tkáč,Peter Kasák
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:53 (15): 9260-9268 被引量:22
标识
DOI:10.1021/acs.est.8b06377
摘要

In this paper, we propose and investigate an original approach to energy conversion based on polyzwitterionic hydrogels, which exhibit an antipolyelectrolyte effect that enables them to swell in salt water and shrink in water of a different (i.e., desalinated water) salinity. The swelling and shrinking processes run cyclically and can move a piston up or down reversibly, thus transforming the antipolyelectrolyte effect into a mechanical force based on the salinity gradient. This phenomenon makes polyzwitterionic hydrogels suitable for use in a smart, polymeric engine. We apply this approach to investigate energy recovery from a polysulfobetaine-based hydrogel. The cross-linking density, external load, particle size, and repeatability of energy recoverability of hydrogels are examined. The maximum energy recovery from 0.4 g of hydrogel in feed (calculated based on dry form) of 102 mJ/kg was obtained by a hydrogel with a 3% cross-linking density, a 200–300 μm particle size, and 100 g external load. Excellent reproducibility of engine cycles was achieved over 10 cycles. This concept is complementary to the osmotic engine concept based on a polyelectrolyte hydrogel. In addition, polyzwitterionic materials have become a benchmark material for preventing biofouling, and the swelling properties of such materials can be further modulated and tuned.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
春去春来完成签到,获得积分10
刚刚
二甲亚砜发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
3秒前
子苓完成签到 ,获得积分10
3秒前
天天快乐应助Aurora采纳,获得10
3秒前
ZhangR发布了新的文献求助10
4秒前
瞄零完成签到 ,获得积分20
4秒前
西扬给西扬的求助进行了留言
5秒前
云那边的山关注了科研通微信公众号
6秒前
情怀应助kekerenren采纳,获得10
7秒前
fk发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
liuzhanyu发布了新的文献求助10
8秒前
王开晙发布了新的文献求助10
8秒前
英俊的铭应助执葵采纳,获得10
8秒前
xiaomaxia完成签到,获得积分10
9秒前
完美世界应助kushdw采纳,获得10
9秒前
是真的发布了新的文献求助10
10秒前
沉默凡桃完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Lucas应助lei采纳,获得10
13秒前
Aurora发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
16秒前
liuzhanyu完成签到,获得积分10
16秒前
子苇发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
20秒前
Qiao应助PDIF-CN2采纳,获得10
20秒前
20秒前
21秒前
22秒前
在水一方应助Emma采纳,获得10
24秒前
A_goal发布了新的文献求助10
24秒前
Aurora完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
Stanley发布了新的文献求助10
26秒前
leo完成签到,获得积分10
26秒前
高分求助中
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
不知道标题是什么 500
Christian Women in Chinese Society: The Anglican Story 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3962134
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3508388
关于积分的说明 11140655
捐赠科研通 3241036
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1791184
邀请新用户注册赠送积分活动 872809
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 803371