[发明专利]能量响应组合物及其相关方法

说明书

关于联邦资助的研究和开发的声明

本发明是在政府资助(由国家标准技术研究院授予的合同号：70NANB2H3034)下作出的。政府在本发明中享有一定权利。

背景技术

本发明包括可涉及能量响应组合物的实施方式。本发明包括可涉及制备或使用能量响应组合物的实施方式。

自组装网络和复合结构可以具有可用于各种应用的性能和特征。非共价相互作用可以控制自组装网络和复合结构中的更高有序结构。非共价相互作用的动力学特性可以允许可逆地形成所述结构，从而能够模块化构建超分子。自然体系的例子包括蛋白质和/或DNA，其中官能团之间的氢键可以构建第二结构。已经设计出合成体系，在该合成体系中，互补的官能团如氢键的给体-受体对或者路易斯酸-路易斯碱对可以相互缔合，以形成超分子结构。

天然和合成的自组装体系的单个链或者组分可以在适中温度下为固体，可以在流化点或者低于流化点下分解。流化点是材料从固态转化为流态(例如，在其自重下流动)的温度范围。为了由这些组分组装超分子结构，可以以溶剂溶解单个组分，使得非共价相互作用可以在合理的时间尺度上发生。所述溶剂的去除可以导致超分子的自组装。但是，使用溶剂可能不是所希望的，其原因是例如需要至少一步另外的处理步骤、在处理期间的额外能量消耗、和/或潜在的环境担忧。

一些自组装可以在包含具有极性主链的聚合物的体系中由非共价相互作用来形成。但是，当包含具有非极性主链的聚合物时，该相互作用可能太弱以致不能组装超分子结构。

可获得的硅氧烷聚合物可以包含自补的氢键基团。然而，键连单元的自补特性可以导致链内以及链间的缔合。链内缔合可以限制超分子络合中的模块性和选择性。

可能所希望的是具有这样一种体系，其中单个组分可以可逆形成链间自组装或超分子。可能所希望的是具有至少一种组分，该组分具有比其分解温度低的流化点。可能所希望的是使自组装在没有溶剂的条件下发生。此外，可能所希望的是所述自组装在非极性聚合体系内(在具有非极性主链的聚合分子之间)发生。

发明内容

在一种实施方式中，提供一种组合物，该组合物可以包括第一材料和第二材料的产物。第一材料可以具有低温的流化点，且可以包括第一官能团。第二材料可以包括第二官能团。第一官能团可以与第二官能团在低于阈值温度下相互作用，以形成具有比第一材料或第二材料的粘度更大的粘度的产物。

在一种实施方式中，提供一种组合物，该组合物可以包括第一低聚或聚合材料和第二材料，所述第一低聚或聚合材料可以具有低温的流化点，且可以包括第一官能团；所述第二材料是不同于第一材料的。所述第二材料可以包括不同于第一官能团的第二官能团。第一官能团和第二官能团可以形成可逆化学键，以增加该组合物的粘度或使之固化。第一官能团和第二官能团可以响应于高于阈值能量水平的能量输入而相互解离。其条件包括，所述可逆化学键不是共价键。

在一种实施方式中，提供一种电子设备，该电子设备可以包括具有表面的发热单元；具有表面的散热单元；以及设置在散热单元表面或发热单元表面中的至少一个表面上的能量响应组合物。

在一种实施方式中，提供一种橡胶制品，该橡胶制品可以包括所述能量响应组合物。所述橡胶制品可以形成为轮胎，其中所述能量响应组合物可通过所述第一官能团与所述第二官能团可逆地解离而响应于剪切力，并在移除剪切力之后，使所述第一官能团与第二官能团重新缔合。由此可以相对增加轮胎的抗湿滑性能。

在各种方面和实施方式中，本发明可以提供一种或多种化妆品或粘合剂，其包括能量响应组合物。

在一种实施方式中所提供的方法可以包括将第一材料和第二材料的产物与基底的配合面进行接触。第一材料可以具有低温的流化点，且可以包括第一官能团。第二材料可以包括第二官能团。第一官能团可以与第二官能团在低于阈值温度下相互作用，以形成具有比第一材料或第二材料的粘度更大的粘度的产物。所述产物可以被加热至比所述阈值温度更高的温度范围内的温度，以粘附所述配合面。该产物可以被冷却至低于所述阈值温度。所述产物可以被再加热至高于所述阈值温度，以将所述产物与所述配合面分开。