氢键水凝胶弛豫动力学的定量霍夫迈斯特框架

《Macromolecules》:A Quantitative Hofmeister Framework for Hydrogen-Bonded Hydrogel Relaxation Dynamics

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月19日 来源:Macromolecules 5.7

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   打开图形查看器 摘要 霍夫迈斯特序列(Hofme

  

霍夫迈斯特序列(Hofmeister series)为离子特异性效应提供了经验性描述,但连接离子特异性水合与聚合物松弛的定量框架仍然难以建立。在此,我们通过引入无量纲参数Bc(Jones–Dole 黏度B系数与盐浓度c的乘积)作为水合环境的定量描述符,为氢键交联水凝胶建立了这样的框架。以聚丙烯酰胺(PMAm)水凝胶作为模型体系,我们表明离子特性和盐浓度对聚合物松弛的影响可以通过Bc进行定量关联。在水分子充裕区域(Bc < 0.2)内,聚合物松弛遵循标度关系 ln(τp) ~ Bc,而当体系进入水分子匮乏区域(Bc > 0.2)时,该标度关系逐渐偏离。这一偏离表明,随着水合环境逐渐受限,聚合物松弛对水合介导过程的依赖性逐步减弱。由此建立的Bc框架通过它们对聚合物松弛的影响,在离子特性、盐浓度和温度之间提供了定量对应关系。该框架为通过盐介导的水合环境调控来调节水凝胶黏弹性和形状记忆驱动提供了定量基础。更广泛地说,该框架通过连接水合环境与聚合物动力学,将霍夫迈斯特效应从经验性的离子排序扩展为对氢键交联聚合物网络松弛行为的定量描述。

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