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增材制造高速原位 X 射线成像...
3D冷冻打印（3DFP）将按需滴落（DOD）喷墨打印与冷冻铸造相结合，以制造具有定制几何形状的轻质多功能气凝胶。冷冻铸造是一种高效且易于实施的方法，能够为许多不同的应用制造多孔海绵状结构。该过程通过控制制造条件和冷冻动力学来定制最终产品的微观结构（即孔隙形貌、排列、平均尺寸分布等）。它与DOD打印的结合提供了设计宏观结构的能力，而无需依赖模具，正如报道的由石墨烯、银纳米线和其他纳米复合材料制成的3D冷冻打印气凝胶一样。在本文中，我们使用市售的胶体二氧化硅墨水进行了原位X射线成像，以了解3DFP中的内部过程动态。我们研究了具有以下层次结构的3DFP过程：首先，单个液滴；然后，从液滴聚结中获得均匀的线条；最后，逐层沉积三条连续的线条。借助 X 射线成像，通过观察印刷线尖端后的冻结前沿内部，现场显示了材料沉积和冻结速率之间的平衡的重要性。通过观察到的从下层到上层的冰晶，还显示了基板温度对消除不良界面边界的影响。
胶体表面活性剂稳定的 Pickering 乳液
分子表面活性剂一般为两亲性分子，由亲水基团和疏水基团组成，这些两亲性分子倾向于在水/油界面处进行吸附，亲水基团浸没在水中，疏水基团浸没在油中，可以有效降低界面张力（Ren等，2019；Rosen和Kunjappu，2012）。但分子表面活性剂在界面处的锚定处于吸附-解吸的热平衡状态，因为分子表面活性剂可以在热运动的驱动下从界面处解吸，乳液会缓慢聚结（Borwankar和Wasan，1988）。此外，由于Ostwald熟化，内部压力大的小液滴会变小，而内部压力小的大液滴会变大（Voorhees，1985）。在液滴聚结和Ostwald熟化作用的影响下，乳状液的平均尺寸会随着时间的推移而缓慢增加，从而降低其总界面能，最终导致相分离（Chesters，1991；Evans & Needham，1987），此时体系的总界面面积最小，总界面能最低。另一方面，固体颗粒，也称为胶体表面活性剂，能够长期稳定两个不混溶相的乳状液（Ramsden，1903）。由胶体表面活性剂稳定的稳定乳状液称为Pickering乳状液（Pickering，1907）。与传统分子表面活性剂稳定的乳液相比，胶体表面活性剂稳定的 Pickering 乳液具有许多独特的性质：（i）胶体表面活性剂从水/油界面的解吸能比热能高几个数量级，导致胶体表面活性剂在界面处发生不可逆吸附，从而具有优异的乳液稳定性（ Aveyard，Binks，& Clint，2003 ；Binks，2002 ；Pieranski，1 980）；（ii）胶体表面活性剂可以由生物相容性材料制成，表现出良好的生物相容性（ Yang，Fu，Wei，Liang，& Binks，2015）； （三）胶体表面活性剂可以设计用于实现具有多种功能的Pickering乳液，例如pH，温度或光触发响应（Tang，Quinlan和Tam，2015；Wei，Yu，Rui和Wang，2012；Hao等，2018）。Pickering乳液可以为多学科研究提供独特的平台，并将在科学研究和工业应用中发挥越来越重要的作用。这里我们对Pickering乳液系统进行了全面的回顾。主要涵盖三个方面：（i）粒子特性（包括粒子两亲性、浓度、大小和形状）对 Pickering 乳液的影响；（ii）两亲性聚合物的制备