动态核磁共振松弛技术揭示了胶体凝胶中干燥引起的异质性及结构重排现象

《Langmuir》:Dynamic NMR Relaxometry Highlights Drying-Induced Heterogeneity and Structural Reconfiguration in Colloidal Gels

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月17日 来源:Langmuir 4.4

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   打开图像查看器 摘要 在本研究中,我们提出了一种动态

  

在本研究中,我们提出了一种动态NMR弛豫测量方法,用于监测凝胶干燥过程。该方法并非以时间为依据,而是通过观察横向弛豫时间(T2)随凝胶饱和度的变化来呈现干燥情况。这一方法使我们能够以高时间分辨率且无创的方式,追踪可变形胶体系统在干燥过程中均匀性的变化情况。该方法的创新之处在于将三个互补的元素结合在一起:实验测得的含水率曲线、通过多参数模型模拟得到的含水率曲线,以及相应的2分布曲线。这一综合框架能够揭示不同的干燥机制和物理不稳定性,每种机制都与横向弛豫时间(T2)与凝胶含水量之间的强幂律关系相对应。本研究的一个重要成果是能够量化凝胶的重构能力,即其在干燥过程中重新排列内部网络结构的能力,同时还能确定简化的、等效的含水率曲线,从而清晰地了解干燥引起的均匀性变化。值得注意的是,我们发现凝胶的刚性对氢氧化钠浓度极为敏感,在标准浓度附近时,颗粒的重构效果最佳,且凝胶的均匀性也能得到较好保持。这一综合方法为研究凝胶在干燥过程中的整体行为提供了强大的新工具,无需详细分析局部含水量,同时也为优化各种实际应用和工业领域的配方、加工工艺及性能提供了灵活的框架。

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