Около

Том 12 научных докладов, Номер статьи: 18264 (2022) Цитировать эту статью

897 Доступов

1 Цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Исправление издателя к этой статье было опубликовано 9 декабря 2022 г.

Эта статья была обновлена

Хранение микроэнергии, удобное в сочетании со сбором энергии, как известно, реализуется путем микрокапсулирования различными материалами оболочки, его применение ограничено сушей. Здесь нам удалось изготовить массив силиконовых микрокапсул, инкапсулирующий ионный жидкий электролит, который может хранить минимальную энергию в растворе NaCl, а также метод генерации минутной энергии. Силиконовый каучук, облученный эксимерным лазером ArF под микросферами кремнезема, фотохимически и периодически набухал за счет фотодиссоциации силикона. В сопровождении микронабухания образовавшиеся силиконы с более низкой молекулярной массой выбрасывались вдоль кривизны каждой микросферы, чтобы окружить микросферы. После химического травления массивы силиконовых микрокапсул стали полыми. Более того, каждая полая силиконовая микрокапсула может удерживать в вакууме ионную жидкость. Кроме того, силиконовые микрокапсулы до и после инкапсулирования ионной жидкости проявляли супергидрофобные или почти супергидрофобные свойства. В результате массивы силиконовых микрокапсул могут быть заключены в однородный воздушный зазор электроизолированной области в растворе NaCl. Это означает, что каждая силиконовая микрокапсула, инкапсулирующая ионную жидкость в качестве электролита, может функционировать как двойной электрический конденсатор для хранения микроэнергии, обеспечивая соединение с устройствами Интернета вещей, которые работают под морской водой.

Микроинкапсуляция имеет долгую историю, начавшуюся с создания живых клеток. Большинство одноклеточных растений и животных являются живыми примерами микроинкапсуляции1. Важнейшими функциями микрокапсулирования являются защита внутренних веществ и контроль потока веществ через клеточную мембрану. С другой стороны, безкопировальная копировальная бумага была ранним примером успешного искусственного применения микрокапсулирования2. В настоящее время микрокапсулирование можно определить как процесс, при котором мелкие частицы или капли активного агента окружаются оболочкой или внедряются в полимерный материал с образованием небольших капсул размером от субмикронов до нескольких миллиметров со многими полезными свойствами3. Заключенный материал представляет собой ядро, а материал, покрывающий ядро, называется оболочкой или стенкой оболочки.

Микроинкапсуляция также является важной технологией с точки зрения микро/нанообработки материалов, и в последние годы ее применение расширилось4,5. Причины необходимости микроинкапсуляции не одни и те же, но в основном она необходима для изоляции материала сердцевины от окружающей среды, а также для его высвобождения, когда и где это необходимо. Одним из приложений, в котором эффективно используются его характеристики, является система доставки лекарств6. Система доставки лекарств призвана контролировать распределение лекарств в организме количественно, пространственно и во времени. Сообщалось о многочисленных различных микрокапсуляциях для систем доставки лекарств7,8,9. Еще одним эффективным применением является технология самовосстановления для разработки уникальных методов нанесения покрытий10,11,12. В любом случае стенка оболочки должна быть разорвана во время использования. С другой стороны, микрокапсуляция также может использоваться для хранения материалов в виде микро/наноконтейнеров13,14. В астрономии в возвращенном с астероида Рюгу образце было обнаружено, что алифатическое богатое углеродом органическое вещество сконцентрировано в крупнозернистых гидросиликатных минералах. Это означает, что крупнозернистые гидросиликатные минералы в виде оболочки раковины стали колыбелью органического вещества и воды и были доставлены на землю в целости и сохранности15. Для применения в энергетике материалы с фазовым переходом заключаются в различные стенки оболочек для хранения тепловой энергии16,17,18,19,20. Однако в этом случае изготовленные микрокапсулы по существу разделены и независимы. Кроме того, в некоторых отчетах создается впечатление, что трудно единообразно контролировать форму и размер.