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  • ISSN 1008-9357
  • CN 31-1633/O6

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高性能水凝胶传感器研究进展
郑静霞, 陈国旗, 缪玥钥, 杨海龙, 付俊
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211211001
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 8889KB](0)
摘要:
柔性传感器在可穿戴设备、植入式器件和电子皮肤等领域有潜在应用价值。水凝胶材料机械性能与生物组织相似,生物相容性好,是应用于仿生柔性传感设备的理想材料之一,得到了广泛的研究。水凝胶网络结构是决定其机械性能、导电性能和传感性能的关键。结合本课题组的研究工作,本文主要围绕水凝胶结构与传感性能关系、水凝胶-组织界面等关键科学问题,系统地阐述了高性能水凝胶柔性传感器的进展,并对发展趋势进行展望。
硬段含二硫键聚氨酯复合材料的生物骨黏合性
肖伟, 刘欣畅, 郑震, 王新灵, 肖海军
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357
[摘要](11) [HTML全文](10) [PDF 5637KB](0)
摘要:
通过卤代烃的亲核取代反应合成了一种含二硫键的脂肪族二元醇(DSU),将其以硬段形式引入到聚氨酯分子中,制备了一系列二硫键改性的聚氨酯复合材料。通过核磁确定了DSU的化学结构,采用万能电子试验机、扫描电子显微镜等测试了DSU用量对聚氨酯的压缩力学性能、水接触角、微观形貌和黏接强度等性能的影响。结果表明,当DSU用量为改性蓖麻油多元醇的10 wt.%时,材料表现出较好的综合性能,骨黏接强度为0.97 MPa,压缩强度为7.0 MPa,压缩模量为41.3 MP,新鲜兔血液中骨黏接强度为0.49 MPa。体外大鼠骨髓间充质干细胞培养实验表明,材料具有良好的细胞相容性,其多孔结构有利于细胞的增殖和黏附,有望应用于医用骨胶黏剂领域。
β-氨基酸聚合物用于协同增效逆转白色念珠菌对伊曲康唑耐药性研究
马凯茜, 张东辉, 施超, 顾佳蔚, 刘润辉
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[摘要](21) [HTML全文](17) [PDF 5157KB](5)
摘要:
设计合成了与伊曲康唑具有协同活性的系列β-氨基酸聚合物。通过β-氨基酸N-硫代羧基酸酐(β-NTA)开环聚合的方法,将不同比例疏水性单体DL-β-正亮氨酸N-羧基硫代羰基环内酸酐(简称Bu)和阳离子单体N(α)-Z-DL-2,3-二氨基丙酸N-羧基硫代羰基环内酸酐(简称DAP)进行共聚,得到了DAP:Bu系列β-氨基酸聚合物。抗菌测试表明,制备的DAP:Bu共聚物可通过协同增效,有效逆转白色念珠菌(Candida albicans, C. albicans)对伊曲康唑的耐药性,使伊曲康唑的抗真菌最低抑制浓度从单药的>200 μg/mL降低至协同后的3.1 μg/mL,即从无效逆转为高效抗真菌活性。此外,DAP:Bu共聚物在400 μg/mL的高浓度下基本没有造成明显的人血红细胞溶血和细胞毒性。DAP:Bu共聚物能实现高效的协同增效和逆转真菌对伊曲康唑的耐药性,在真菌感染治疗中具有广阔的应用潜力。
休眠单体策略在高分子序列可控中的研究进展
宋雨阳, 宣孙婷, 黄智豪, 张正彪
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[摘要](29) [HTML全文](12) [PDF 6083KB](2)
摘要:
序列是指高分子链中的单体单元通过共价键连接的次序。自然界中生物大分子,如蛋白质和DNA等,他们的精确序列结构决定了其复杂且精密的功能。受此启发,序列可控高分子的合成及其结构性能研究日益成为高分子学科的热点,受到越来越多研究者的关注。本文将聚焦于近年来在序列调控中重要成果,突出介绍本课题组提出的休眠单体策略在序列可控高分子合成中的研究进展。最后,基于这些研究进展对休眠单体策略进行了总结和展望。
Zr-Fc MOF@MN复合微针的制备及其光热抗菌性能
袁颖慧, 尚亚廷, 郭江娜, 周莹杰, 严锋
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220103002
[摘要](24) [HTML全文](15) [PDF 6050KB](2)
摘要:
将光热性锆-二茂铁基金属有机框架(Zr-Fc MOF)负载到可溶性聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)微针(MN)中,开发了一种基于可溶性Zr-Fc MOF负载微针(Zr-Fc MOF@MN)的光热抗菌疗法。采用自下而上法水热合成具有光热性能的Zr-Fc MOF纳米片,并通过X射线衍射,傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜对Zr-Fc MOF的结构和形貌进行了表征,并利用红外线热像仪和涂板计数法研究了其光热性能和抗菌性能。进一步通过模板法制备Zr-Fc MOF@MN,并研究其溶解性能和抗菌性能。结果表明:所合成的Zr-Fc MOF光热性能良好,Zr-Fc MOF(0.4 mg/mL)在2.6 W/cm2近红外光照射10 min后温度可上升至57.4 °C,表现出100%的抗菌率;Zr-Fc MOF@MN可在水溶液中溶解,表现出优异的光热抗菌效果(100%)和低溶血性。
纤维素纳米晶材料构建策略的进展
李淑芳, 石珍旭, 甘霖, 黄进
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.1008-9357.20210331003
[摘要](68) [HTML全文](19) [PDF 5249KB](14)
摘要:
纤维素纳米晶是契合材料可持续性与来源生物质资源化的纳米颗粒。本文综述了该类生物相容纳米颗粒的棒状形貌与结晶结构,及其关联的维度效应、结构多级次有序性在材料领域应用的独特优势;重点阐述了纤维素纳米晶基多组分/复杂相体系基于物质间作用模式调控的协同高性能化和功能创建方法、颗粒阵列手性调控和去手性组装方法以及发光增强机制叠加的光学防伪应用进展,展望了未来纤维素纳米晶新材料的设计发展思路与构建方法。
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离子型超交联聚合物吸附罗丹明B
王科伟, 午赵霞, 刘慧君, 郭永, 崔晓娜, 任斐, 贾治芳
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211123001
[摘要](13) [HTML全文](8) [PDF 5390KB](2)
摘要:
为了高效吸附废水中的可溶性有机染料,合成了一种磺酸钠离子(―SO3Na)修饰的超交联聚合物(HCP―SO3Na)。以4-苯胺基苯磺酸钠和苯为单体,二甲氧基甲烷为交联剂,在无水FeCl3催化下,经过付-克反应一步制得。通过元素分析、红外光谱、N2吸/脱附分析、固态核磁共振波谱和热重分析对HCP―SO3Na的结构和热性能进行了表征。结果表明,HCP–SO3Na是一种比表面积大、热稳定性强的无定形微孔有机聚合物,比表面积为587 m2/g,微孔面积为411 m2/g。通过对阳离子染料罗丹明B (RhB)的吸附研究表明,―SO3Na基团的引入,可增加HCP对RhB的饱和吸附量,最大吸附量达431 mg/g,吸附符合准二级动力学模型和Langmuir 模型;循环吸附5次之后,吸附性能无明显降低。
基于氨基甲酸肟酯键制备可拆卸UV固化胶黏剂
周雅维, 李平, 韩金石, 魏玮, 李小杰, 刘晓亚
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210908001
[摘要](27) [HTML全文](34) [PDF 7687KB](95)
摘要:
以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、丁二酮肟(DMG)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料合成了聚氨酯丙烯酸酯预聚物。将上述预聚物与光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(HMPP)及活性稀释剂HEA混合,制备了紫外光(UV)固化胶黏剂。利用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱表征了聚氨酯丙烯酸酯预聚物的结构,考察了胶黏剂在UV辐照下的双键转化率和固化后的凝胶含量,以钢化玻璃为黏结基材探究了HEA和DMG的含量对胶黏剂拉伸剪切强度的影响,并通过原位变温红外光谱测试、自修复实验及热失重分析验证了氨基甲酸肟酯键的热可逆性。结果表明:当活性稀释剂HEA的质量分数为30%(以胶黏剂总质量计)且DMG与PTMEG的物质的量之比为1.5∶1时,胶黏剂经UV辐照3 min后其拉伸剪切强度可达3.72 MPa。氨基甲酸肟酯键的热可逆性赋予了胶黏剂良好的热可拆卸性能,在150 °C下加热3 min即可实现胶黏剂与基材的分离。
聚吡咯壳聚糖复合气凝胶的制备及光热性能
王星瑶, 顾宇飞, 王鹏飞, 刘静
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210203001
[摘要](75) [HTML全文](46) [PDF 5557KB](17)
摘要:
以聚吡咯(PPy)作为高效宽谱太阳光吸收的光热转换材料,通过固-液冷冻干燥法制备聚吡咯壳聚糖复合气凝胶(PPyCS)应用于太阳能驱动水蒸发系统。通过控制气凝胶交联程度和聚吡咯聚合时间对PPyCS制备工艺进行系统性优化。结果表明,所得气凝胶具有高吸光率(97.83%)。在1 kW/m2光照强度下,复合气凝胶实现了水蒸发速率为3.1 kg/(m2·h)的高效太阳能水蒸发系统;通过对离子质量浓度为1 000 mg/L的模拟海水进行重复性测试,循环5次后,光热转换效率基本保持不变;对天然海水实现了高效水蒸发速率(1.129 kg/(m2·h)),处理后的水质达到世界卫生组织饮用水标准。
基于一维脉管的GFRP自修复复合材料
赵大方, 李斌太, 石甲琪, 白金鹏
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210112003
[摘要](327) [HTML全文](143) [PDF 5816KB](28)
摘要:
以缎纹玻璃纤维织物增强中温固化环氧树脂(SW280A/3218)为原料,用自制的室温固化双组分环氧树脂(XFJ-IV)作为修复剂,采用预埋线去除法制备了基于中空脉管的自修复玻璃纤维增强复合材料(GFRP)。采用超声C扫描、μ-CT等分析了脉管分布和引入方式对复合材料冲击损伤的影响,采用冲击后压缩强度恢复情况表征其修复效果。结果表明,在受到冲击损伤后,脉管中的修复剂能够流到损伤位置对冲击损伤进行一定程度的修复;搭建的冲击损伤自感应修复系统能够实现对冲击损伤后的自修复,修复后复合材料的压缩强度可以从冲击后的202 MPa恢复到211 MPa。
基于天然植物骨架构建各向异性水凝胶
袁浩田, 金鑫, 姚远, 林绍梁, 朱新远
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210527002
[摘要](126) [HTML全文](77) [PDF 5482KB](86)
摘要:
各向异性水凝胶因其有序、取向结构而表现出优异的功能性,在仿生肌肉、致动器、药物递送、柔性传感等领域具有极大的应用前景,然而,各向异性水凝胶的制备方法有待丰富和拓展。提出了基于植物骨架构建各向异性水凝胶的新思路:首先,利用光学显微镜、扫描电镜和低场核磁等表征方法,筛选蔬菜组织中各项异性的结构,确定胡萝卜芯为天然结构模板;接着,在天然骨架中引发聚丙烯酰胺水凝胶的原位聚合,以胡萝卜骨架为模板复合水凝胶,制得各向异性水凝胶;最后,结合扫描电镜和力学性能表征发现,以天然取向结构为模板能够简便地制备各向异性水凝胶,且该水凝胶在拉伸强度、断裂伸长率和压缩强度上均表现出显著的力学各向异性。
单宁酸辅助表面快速沉积聚赖氨酸涂层及其抗菌性能
郭伶俐, 任旭, 何晓东, 张凯, 徐立群
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210321001
[摘要](379) [HTML全文](213) [PDF 6044KB](51)
摘要:
利用单宁酸(TA)的表面沉积功能,结合TA与ε-聚赖氨酸(Ply)的多重相互作用,在聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面制备了TA-Ply功能化涂层,得到TA-Ply修饰的PDMS(PDMS-TA-Ply)。通过X射线光电子能谱仪和接触角测量仪表征了材料的表面化学元素和亲疏水性能;通过蛋白质吸附、细菌黏附、生物被膜形成、细胞毒性等实验评价了PDMS-TA-Ply表面的抗菌/抗污性能和生物相容性。结果表明:PDMS-TA-Ply表面具有良好的抗菌/抗污性能和生物相容性,且表面沉积的Ply量越大,其抗菌/抗污性能越好。
磁和CO2双响应型可降解微凝胶对阴离子染料的可逆吸附与释放
张银山, 毛曦, 刘通, 郭赞如, 熊乐艳, 刘永鑫
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210322003
[摘要](267) [HTML全文](156) [PDF 5873KB](17)
摘要:
首先以甲基丙烯酸二乙氨基乙酯为单体,通过反相悬浮聚合制备了CO2响应型可降解微凝胶;然后在该微凝胶中原位合成Fe3O4磁性纳米粒子,制备了磁和CO2双响应型可降解微凝胶。通过傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对微凝胶的组成和结构进行了表征。结果表明:CO2响应之后的微凝胶对阴离子染料可进行选择性吸附,对茜素红的最大吸附量为1413 mg/g;微凝胶的磁响应性使其能够得到便捷的分离回收,被吸附的染料能够通过碱洗释放,并且在CO2刺激下微凝胶又能够重复使用。
pH/温度刺激响应型核-壳结构介孔二氧化硅纳米颗粒的设计与制备
陈昊文, 陈淼鑫, 刘晔宏, 张钰华, 徐首红
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210402001
[摘要](347) [HTML全文](171) [PDF 5627KB](57)
摘要:
首先将具有pH敏感特性的聚甲基丙烯酸二异丙胺基乙酯(PDPA)和靶向分子叶酸(FA)接枝到介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)表面,合成了MSNs-PDPA-FA。然后将单体甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)与甲基丙烯酸二异丙胺基乙酯(DPA)通过原子转移自由基聚合(ATRP)反应制备了pH/温度双重响应型聚合物P(MEO2MA90-co-OEGMA10)-b-PDPA10。最后在pH=7.4的条件下将聚合物P(MEO2MA90-co-OEGMA10)-b-PDPA10通过疏水作用自组装到MSNs-PDPA-FA的壳层来保护FA分子。通过粒径与透射率表征分析了该自组装体的pH/温度响应性能,并对该自组装纳米载体的体外释药动力学进行了研究。结果表明,该自组装体系能够灵敏地响应环境中pH与温度的变化。在正常生理环境下,48 h后的药物累计释放量不超过10%,而在pH=5.0、44 °C下,药物48 h的累计释放量达到65%。
氧化石墨烯改性形状记忆纤维的片层尺寸相关性
薛苏桐, 王先流, 易兵成, 郭煦然, 唐寒, 沈炎冰, 张彦中
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210411001
[摘要](262) [HTML全文](138) [PDF 5945KB](69)
摘要:
将不同片层大小的氧化石墨烯(GO)通过电纺丝方法掺杂到左旋聚乳酸/聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PLLA/PHBV)形状记忆复合纤维中形成GO@PLLA/PHBV复合纤维膜。通过拉曼光谱(Raman)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及差示扫描量热(DSC)等对复合纤维膜的形貌、结构和热性能进行了表征。采用动态热机械分析(DMA)、形状回复应力测试及光热升温实验分析了复合纤维膜的形状记忆性能。通过细胞增殖和成骨分化实验检测GO片层大小对复合纤维膜的成骨诱导作用。结果表明,小尺寸GO(sGO)的掺入对PLLA/PHBV复合纤维膜的力学增强及形状回复效果最为显著,可使拉伸杨氏模量提高约124%,形状回复应力增大约29%,形状回复率增大约47%,热响应速率提高约30倍;但在成骨诱导方面,掺入大尺寸GO(lGO)的PLLA/PHBV复合纤维膜则具有最优的成骨诱导性能,使骨髓间充质干细胞(BMSCs)中的碱性磷酸酶(ALP)分泌量提高了92%,钙沉积提高了133%。
聚乳酸/聚丁内酰胺电纺核-壳结构纤维的制备及性能
张媛婷, 明远, 陈涛, 赵黎明, 邱永隽
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210531001
[摘要](70) [HTML全文](45) [PDF 6046KB](14)
摘要:
通过溶液静电纺丝法制备了基于聚L-乳酸/聚丁内酰胺(PLLA/PBL)共混体系的全生物基可降解纤维。通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角测试、差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及全反射红外光谱(ATR)等方法,表征并分析了PLLA与PBL的共混比例对纤维形貌、直径、亲水性、热性能及结晶性能的影响,并研究了共混纤维的内部结构。结果表明:PLLA与PBL以不同比例共混电纺均可得到形貌均匀的纤维,PLLA/PBL共混纤维的直径低于纯PLLA纤维的直径,且PLLA/PBL共混纤维的平均直径随PBL含量的增加而减小;PBL的加入没有明显改善PLLA/PBL共混纤维的亲水性,但对纤维中PLLA组分的结晶以及晶体的完善有阻碍作用;电纺过程中溶剂挥发导致的相分离使PLLA/PBL共混纤维形成了以PLLA为壳、PBL为核的核-壳结构。
结合静态光散射表征和耗散粒子动力学模拟解析多级纳米线结构
杨文漪, 吴芳升, 王立权, 林嘉平
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210610002
[摘要](123) [HTML全文](143) [PDF 5491KB](86)
摘要:
由聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-g-聚乙二醇(PBLG-g-PEG)自组装成的初级胶束可以在低温诱导下再次组装,形成一维多级纳米线。通过静态光散射表征和耗散粒子动力学模拟获取了纳米线在溶液中的结构信息,研究并分析了多级纳米线在溶液中的状态,进而探讨了初始混合溶剂和生长时间对纳米线的影响。研究表明:纳米线的形状因子与散射波矢的依赖关系与观测范围密切相关,揭示了不同聚合度纳米线的结构;多级自组装形成的纳米线可以与高分子类比,表现为刚性高分子特征,这与PBLG链的有序排列密切相关。
两亲性交替共聚物自组装制备尺寸可调可降解超薄纳米管
苏鹏, 崔晨晖, 章强, 张彦峰
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210407001
[摘要](72) [HTML全文](160) [PDF 5364KB](11)
摘要:
采用硫醇-卤素点击化学制备了一系列两亲性交替共聚物,并利用该共聚物的自组装制备了一系列超薄聚合物纳米管。研究表明:随着交替共聚物中的疏水单元长度增加,纳米管的直径从19.61 nm增加到26.24 nm;软件模拟证实,该共聚物折叠形成了三明治结构并进一步自组装成纳米管;纳米管的形貌经过双氧水的原位氧化会发生解构;纳米管的大长径比以及可控的降解性,使其在生物传递及可控释放中具有潜在应用价值。
基于锌配位的石墨烯/偶氮苯光热材料
高文超, 冯奕钰, 封伟
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210404001
[摘要](251) [HTML全文](121) [PDF 5152KB](23)
摘要:
为了提高偶氮苯基复合材料的能量密度,通过锌离子(Zn2+)与接枝到还原氧化石墨烯上的4-硝基-4′-氨基偶氮苯(AGO)配位的方法,成功制备出了具有阴阳离子相互作用的石墨烯/偶氮苯复合材料(AGO/Zn)。研究表明,石墨烯模板上偶氮苯的光异构化和离子可逆相互作用的协同效果使材料能量密度大幅提高。在紫外光(365 nm)照射4 h后,AGO/Zn的能量密度达到最大值(504.2 J/g),约为AGO能量密度的1.69倍。
聚合物老化传染行为研究
刘璇, 杨睿
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210903001
[摘要](90) [HTML全文](60) [PDF 5683KB](20)
摘要:
在聚合物共混物中或多种聚合物在同一空间并用时,各聚合物或聚合物组分的老化过程相互影响,即为聚合物老化传染行为。这种聚合物老化传染行为使针对单一品种聚合物老化的研究结果往往不能用以准确预测实际使用中聚合物材料的寿命,是老化研究领域的重要课题。本文综述了聚合物老化传染行为的研究进展,重点阐明老化传染行为的典型表现形式:“接触式”传播和“非接触式”传染,对传染媒介的来源和作用机制进行分析,介绍老化传染行为在环境保护和文物保护领域的应用,总结聚合物老化传染研究面临的挑战并展望前景。
共缩聚法制备含芴大侧基无色透明聚酰亚胺薄膜及其性能
韩龙, 李静静, 窦垚, 奚桢浩, 郭旭虹, 王杰
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210901001
[摘要](118) [HTML全文](80) [PDF 5484KB](60)
摘要:
以4,4′-二氨基二苯醚(ODA)和含芴大侧基的9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴(FFDA)为二胺单体,4,4′-联苯醚二酐(ODPA)为二酐单体,经常温下溶液共缩聚反应得到含FFDA的聚酰胺酸(PAA)溶液,再经化学亚胺化得到无色透明聚酰亚胺(PI)薄膜。使用傅里叶红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)分析、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、万能材料试验机等对PI进行了结构及性能表征。结果表明:随着n(FFDA):n(ODPA)的投料比增加,PI的热性能和力学性能均相应提高,当该比例达到50%时,PI的可见光透过率达到85%,且于室温下在常见极性溶剂中的溶解性较好。
梧桐果壳衍生硬碳用作钠离子电池负极材料
钟家宝, 李瑀, 王玲, 封伟
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220401001
[摘要](6) [HTML全文](2) [PDF 6884KB](0)
摘要:
采用天然廉价的梧桐果壳作为硬碳前驱体,经过一系列的洗涤、干燥、研磨和除杂,成功制备了在不同碳化温度下的梧桐果壳衍生硬碳。通过扫描电镜、高分辨率透射电镜、X射线衍射、拉曼光谱、等温氮气吸附探究了温度对材料的表面形貌、物相结构以及孔径分布的影响;通过恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗测试考察了材料的电化学性能。结果表明,随着碳化温度的升高,梧桐果壳衍生硬碳的比表面积下降、孔洞减少,石墨化作用导致层间距下降。当碳化温度为1000 ℃时,硬碳材料的比表面积为4 m2/g,首圈库仑效率高达 73%,而首次充放电容量分别为 290 mAh/g和 400 mAh/g。在50 mA/g电流密度下充放电100圈后,放电比容量保持在240 mAh/g,钠离子扩散系数达到10−8 cm2/s,并且在大倍率充放电过程中保持优良的倍率性能。
季铵盐接触型水性聚氨酯的制备及其抗菌性能
张乐兴, 李婷, 东为富
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220316001
[摘要](21) [HTML全文](6) [PDF 5948KB](3)
摘要:
以叔胺化合物3-二甲胺基-1,2-丙二醇为扩链剂、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为封端剂,将叔胺基团、不饱和基团键合到聚氨酯(PU)分子链上,并采用不同烷基链长卤代烷与叔胺基团发生季铵化反应引入亲水性基团,经紫外光固化,制备了水性聚氨酯(WPU)抗菌薄膜。利用红外光谱、纳米粒度分析、光学接触测试等对WPU分散液及薄膜结构与性能进行表征,通过震荡摇瓶、抑菌圈进行抗菌性能测试,并探究了叔胺化合物对材料性能的影响。结果表明:当叔胺化合物质量分数为9%、烷基链长为12时,WPU通过接触分别对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率达99.5%以上,并表现出优异的抗菌持久性能。此外,所制备的水性聚氨酯材料还具有良好的力学性能。
改性透明质酸在黑色素染发中的应用
郑宸, 黄晶, 李婷, 东为富
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220223001
[摘要](19) [HTML全文](20) [PDF 5444KB](2)
摘要:
通过醛基化透明质酸(HA)与席夫碱反应,将多巴胺(DA)接枝到HA上,得到DAHA。通过DAHA对头发进行预处理,加强聚多巴胺(PDA)与头发之间的相互作用。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪、紫外-可见分光(UV-Vis)光度计、核磁共振氢谱(1H-NMR)仪、扫描电镜(SEM)、单纤维强度测试仪、色差仪等对DAHA的性质以及染色性能进行了一系列表征。结果表明:DA成功接枝到了HA上,并且数均分子量为0.2×104~1.0×104的DAHA接枝率为34%。经过DAHA辅助染色的头发,表面PDA纳米粒子分散更加均匀,同时具备更好的耐洗涤效果。
磷腈碱催化开环聚合制备含氟聚乙基硅氧烷
刘正阳, 时金凤, 赵娜, 李志波
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220105001
[摘要](31) [HTML全文](17) [PDF 5249KB](8)
摘要:
以有机环三磷腈碱(CTPB)作为催化剂,在温和条件下催化六乙基环三硅氧烷(E3)开环聚合(ROP),以及E3与1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷(F3)开环共聚合,制备了聚二乙基硅氧烷(PDES)和含有不同三氟丙基甲基硅氧(F)单元摩尔分数(0~46%)的聚(二乙基-ran-三氟丙基甲基)硅氧烷(PDES-ran-PTFPMS)。采用凝胶渗透色谱、核磁共振(NMR)表征了聚合物的组成和结构,利用差示扫描量热(DSC)和微观接触角对聚合物的性质进行研究。结果表明:成功制得PDES-ran-PTFPMS。当F单元摩尔分数高于6%时,可以有效抑制PDES的低温结晶性,且PDES-ran-PTFPMS具有极低的玻璃化转变温度(Tg = −134 ºC)。含氟聚乙基硅氧烷薄膜的接触角测试结果表明,F单元的引入有效提高了聚乙基硅氧烷的疏水性及降低了油的浸润性。
交联型哌啶功能化聚芳醚阴离子交换膜的制备与性能
丁梦茹, 苏王天慧, 周维阳, 王磊, 李香丹
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220215001
[摘要](12) [HTML全文](4) [PDF 5330KB](1)
摘要:
将氯甲基化率为150%的聚芳醚砜(PSF)依次与对羟基苯甲醇、二氯亚砜反应,采用哌啶季铵化、碱化制备侧链型哌啶功能化聚芳醚砜阴离子交换膜(QPSF-Pip150)。控制交联剂与哌啶的比例,制备不同交联度的交联型阴离子交换膜(cQPSF-Pipx-TAPy)。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)等对聚合物的结构及性能进行了表征与测试。结果表明:所制得的交联型阴离子交换膜在80 °C下离子传导率最高可达到131.5 mS/cm,而溶胀率仅有19.7%,在60 °C、1 mol/L NaOH溶液中浸泡20 d,其离子传导率仍保持初始的73.1% ~ 85.9%。交联有效提高了阴离子交换膜的力学性能、热稳定性、尺寸稳定性和碱性稳定性。
含大位阻脲键的功能化聚氨酯丙烯酸酯的制备与性能
李英昊, 王新灵
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211228001
[摘要](23) [HTML全文](17) [PDF 6453KB](2)
摘要:
以双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(TMPCA)为软段、1,3-双(1-异氰酸酯-1-甲基乙基)苯(TMXDI)为硬段、甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)为反应性稀释单体,经甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)封端后得到含有大位阻脲键的聚氨酯丙烯酸酯预聚体;预聚体经紫外光固化,制备得到光敏树脂材料。随后,通过微量热和变温红外对体系中大位阻脲键的热解离机理进行探索,并对光敏树脂的修复性、形状记忆性和二次塑形能力进行了研究。结果表明:大位阻脲键在46~56 °C范围内存在吸热效应,预聚体和固化后树脂中均可以观察到异氰酸酯含量随温度改变发生动态变化;即体系具有动态共价高分子的特点。固化后的光敏树脂修复性能良好,修复后试样的拉伸强度由13.8 MPa恢复至18.4 MPa,且修复界面宽度小于50 μm。此外,含有大位阻脲键的光敏树脂展现出良好的形状记忆和二次塑形能力,并且二次塑形后材料仍能保持80%的弯曲强度。
水性聚氨酯成膜剂对连续玄武岩纤维性能的影响
左传潇, 司集文, 李静瑶, 张培萍, 宁维坤, 魏存弟, 苗世顶
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210922002
[摘要](65) [HTML全文](42) [PDF 5578KB](81)
摘要:
以聚醚醇与二异氰酸酯为主要原料、N-甲基二乙醇胺(MDEA)为亲水扩链剂合成了应用于连续玄武岩纤维浸润剂中主成膜剂的水性聚氨酯。采用激光粒度仪、热失重分析仪等表征了水性聚氨酯粒径大小、热力学性能等;用傅里叶红外光谱仪、万能试验机、扫描电镜等表征了浸润剂处理前后连续玄武岩纤维的表面化学元素组成、力学性能、表面形貌变化等。探究MDEA质量分数(w(MDEA))对水性聚氨酯以及连续玄武岩纤维性能的影响,浸润剂处理前后的连续玄武岩纤维耐酸、碱性等。结果表明,当w(MDEA)=6.0%时,水性聚氨酯稳定性较好,浸润剂处理过的连续玄武岩纤维断裂强度提升到175%,耐酸、碱腐蚀性明显增强。
近红外光诱导硫醇-环氧逐步光聚合研究
杨天庆, 皮玉红, 罗静, 刘仁
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210829001
[摘要](137) [HTML全文](70) [PDF 5299KB](94)
摘要:
基于上转换材料辅助近红外光聚合技术,开展了近红外(NIR)光诱导硫醇-环氧逐步光聚合的研究。通过红外热成像仪监测了聚合体系的温度变化,利用实时红外测定近红外光辐照下巯基和环氧基的反应速率,采用凝胶渗透色谱表征了所得聚合物的分子量。结果表明,在近红外光辐照下上转换粒子发出紫外-可见光,引发光产碱剂光解产生碱性物质,在近红外光的光-热协同效应下,催化硫醇-环氧体系发生逐步聚合。
基于电纺PNIPA-AA/PCL纤维基底的细胞膜片制备
汤晓涵, 唐寒, 郭煦然, 李东红, 李慧娟, 张彦中
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211124001
[摘要](26) [HTML全文](8) [PDF 5658KB](7)
摘要:
N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)与丙烯酸(AA)通过自由基聚合得到AA接枝改性的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPA-AA)。然后将PNIPA-AA与聚己内酯(PCL)混合电纺制备PNIPA-AA/PCL温敏纤维。采用核磁共振波谱与傅里叶红外光谱分析聚合物的化学结构,通过变温红外光谱与紫外-可见分光光谱检测聚合物的温敏性;通过扫描电镜与水接触角观察电纺纤维基底的形貌与温敏性;最后以小鼠成纤维细胞(C3H/10T1/2)为模型细胞,研究PNIPA-AA/PCL纤维基底对细胞膜片的形成与脱落的影响。结果表明,PNIPA-AA的低临界溶解温度(LCST)为33.6 °C,可电纺性较好;PNIPA-AA/PCL温敏纤维在高温(37 °C)下疏水程度更高,低温(20 °C)下水浸润速率更快;该温敏纤维基底可促进C3H/10T1/2细胞增殖和细胞外基质(ECM)分泌,仅需10 min降温即可使形成的细胞膜片完全分离,且脱落后膜片完整性与功能性保持完好。
杂化交联网络水凝胶的制备及表皮传感性能
王鸣, 蔡桂娣, 夏珊, 任秀艳
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211116001
[摘要](81) [HTML全文](21) [PDF 6187KB](20)
摘要:
以丙烯酰胺(AAm)单体和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)阳离子单体为共聚单体,添加一定量阴离子聚电解质聚丙烯酸钠(PAAS),制备具有杂化交联网络的离子导电水凝胶P(AAm-DMC)-PAAS。采用万能试验机和电化学工作站对其力学性能和应变敏感性能进行测试。结果表明,水凝胶最大应力可达(88.4±4.7) kPa,最大应变为(1030.8±71.7)%。由于PAAS和DMC能电离出丰富的游离离子,水凝胶无需额外添加导电填料即可保持较高的离子电导率(0.684 S/m)和应力变化的快速响应,灵敏因子约为2.409(0~70%应变范围内)。制备的水凝胶可作为可穿戴应变传感器监测人体运动,还可以组装成表皮电极对人体电生理信号进行准确检测。
表面喷雾NN-二甲基乙酰胺/水-浸没沉淀相转化法制备PVDF多孔膜的结构和性能
王晨洋, 徐浪, 成世杰, 帅旗, 左丹英
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210719001
[摘要](63) [HTML全文](37) [PDF 5308KB](83)
摘要:
在刮制的聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液上喷雾NN-二甲基乙酰胺/水(DMAc/H2O)混合溶液进行表面凝胶,随后将表面凝胶的液膜浸入凝固浴中进行沉淀相转变成PVDF多孔膜。考察了喷雾中DMAc的体积分数(φ(DMAc))对平板PVDF多孔膜结构和性能的影响。结果显示,随着φ(DMAc)增加,膜上表面的β晶含量逐渐减少,α晶含量逐渐增多,但是膜总体的结晶度逐渐增加,孔隙率和平均孔径先增加后减小。通过扫描电镜观察,喷雾了DMAc/H2O混合溶液的PVDF膜上表面为多孔皮层,且随着φ(DMAc)的增加,上表面球形晶粒在逐渐增加,断面由指状大孔结构转变为海绵状孔结构。当喷雾中φ(DMAc)为30%时,膜的水通量和牛血清白蛋白(BSA)截留率达到最大。
流动化学用于可逆失活自由基聚合的研究进展
周杨, 全钦之, 陈茂
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210919001
[摘要](129) [HTML全文](79) [PDF 6267KB](25)
摘要:
可逆失活自由基聚合(RDRP)是高分子合成领域中应用最广的合成方法之一,能够实现对分子量、分子量分布、聚合物结构等的精确调控,大大促进了功能高分子的合成与发展。与传统反应瓶和反应釜相比,流动化学反应器具有比表面积大、传质传热高效等优点,不仅能够有效加快聚合反应速率、减少副反应,还能为光控可逆失活自由基聚合(photo-RDRP)提供均匀、充足的光照。此外,随着计算机科学的高速发展,电脑辅助的流动聚合已成为高分子合成领域的前沿技术之一。对此,本综述首先对流动化学在热引发和光引发RDRP中的应用进行了概述,然后从定制化合成、高通量合成和自优化合成三个方面对流动RDRP方法的最新研究进展进行了介绍,最后对流动聚合中尚存的问题进行了简单的总结与展望。
聚乙烯醇缩丁醛的甲苯-乙醇溶液及其非溶剂诱导相分离研究
任海东, 曹秀华, 赵亮, 唐博武, 罗继业, 郑华德, 高粱
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210906001
[摘要](117) [HTML全文](46) [PDF 5624KB](16)
摘要:
在片式多层陶瓷电容器(MLCC)的流延工艺中,甲苯-乙醇混合物是黏合剂聚乙烯醇缩丁醛(PVB)广泛采用的溶剂体系。本文探讨了甲苯与乙醇的体积比、PVB浓度以及流延成膜的相对湿度等因素对溶液中PVB构象以及凝聚态膜片结构的影响。PVB中存在由烷侧链排列形成的玻璃区以及由链缠结而成的无定形区。乙醇是PVB的良性溶剂,通过溶胀玻璃区,使得PVB链更加舒展;甲苯可以有效降低PVB与溶液的摩擦,并通过“成核-生长”机制发生粗化聚并,导致分子间相互作用逐渐增大。较高湿度会造成膜片缺陷;混合溶剂中乙醇的体积比过高易形成缺陷;缺陷几乎不影响膜的有效模量以及热力学性能。
不同环氧当量超支化环氧树脂/双酚A型环氧树脂固化体系的相结构
程娟, 王怡莓, 张俊珩, 许泽军, 张道洪
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210511002
[摘要](36) [HTML全文](19) [PDF 5334KB](3)
摘要:
采用光学显微镜研究了不同环氧当量的端羟基超支化环氧树脂(EHBP-n, n=3, 6, 9, 12)/双酚A型环氧树脂(EHBP-n/DGEBA)固化体系的相结构,探讨了EHBP-n/DGEBA固化产物的微观形貌和力学性能的关系。结果表明:随着端羟基超支化环氧树脂质量分数的增加和环氧当量的减小,固化产物的相容性提高。固化微观结构中粒子的尺寸越大,力学性能越好。原位在线观察了9%EHBP-12/DGEBA(EHBP-12的质量分数:9%)的固化过程,提出了均相结构形成的机理。用差示扫描量热法研究了EHBP-12/DGEBA的固化动力学,用扫描电镜背散射电子成像对固化产物的元素分布进行分析,进一步说明EHBP-n与DGEBA具有良好的相容性。
生物基苯并噁嗪作为环氧树脂潜伏性固化剂的研究
王汉武, 贾瑞敏, 冉起超
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357. 20210730001
[摘要](132) [HTML全文](85) [PDF 5889KB](176)
摘要:
以糠胺、香草醛、多聚甲醛为原料合成了一种生物基苯并噁嗪(V-fa)。选择双环戊二烯-苯酚型环氧树脂(DCPD-ER)为研究对象,将V-fa作为固化剂按不同比例加入到DCPD-ER中,同时以二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂进行对比研究。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)对V-fa的化学结构进行了表征,确认了其结构。采用差示扫描量热(DSC)、FT-IR系统研究了树脂体系的固化反应。此外,使用动态热机械分析(DMA)、热失重分析(TGA)考察了固化物的热性能。研究表明,与DCPD-ER/DDM相比,DCPD-ER/V-fa的起始固化反应温度和固化反应活化能较高。DCPD-ER/V-fa固化物的玻璃化转变温度(Tg)、初始分解温度和800 ℃氮气下的残炭率均高于DCPD-ER/DDM的相应值,其Tg最高可达192 ℃。同时,V-fa的加入能够改善树脂体系的阻燃性能。
聚丁内酰胺/壳聚糖电纺纳米蛛网复合纤维膜的制备及性能
曾贝迪, 陈涛, 赵黎明
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210603001
[摘要](108) [HTML全文](59) [PDF 5393KB](5)
摘要:
以生物基材料聚丁内酰胺(PBL)和壳聚糖(CS)为原料,考察了PBL/CS的混合液比例以及混合液浓度对纺丝混合液性质及电纺纤维膜的影响,并探讨了所制得电纺复合纤维膜的细胞相容性。结果表明:增加共混物中CS的含量及混合液浓度均会引起纺丝混合液电导率及黏度的增加;当混合液电导率的增加幅度较大时,有利于制得具有纳米蛛网结构的纤维膜;CS的加入抑制了PBL的结晶,制得的纤维结晶度低,甚至为无定形态。MTT实验表明:PBL/CS纤维膜无细胞毒性,可促进细胞增殖,且具有纳米蛛网结构的电纺复合纤维膜的细胞增殖效果更佳。
宿主防御肽模拟聚合物与蛋白酶K联用抗生物被膜
毕玉芳, 武月铭, 刘士琦, 钱宇芯, 刘润辉
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210523001
[摘要](117) [HTML全文](101) [PDF 5534KB](24)
摘要:
采用双(三甲基硅基)胺基锂(LiHMDS)引发的α-氨基酸N-羧酸酐(NCA)快速开环聚合方法合成宿主防御肽模拟聚合物,该聚合物呈现窄分子量分布。抗菌实验结果表明, 该聚合物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)浮游菌和持留菌有高杀菌活性,且遵循破膜杀菌机制。实验证明,1.25 U/mL的蛋白酶K在人工尿液环境中可分散MRSA成熟生物被膜。蛋白酶K与聚合物协同作用实现了人工尿液中成熟生物被膜的清除。
乳液模板法制备自修复缓蚀双功能微胶囊
张立畅, 吴凯云, 董佳豪, 罗静, 刘仁
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210502001
[摘要](150) [HTML全文](59) [PDF 5586KB](13)
摘要:
首先以木质素磺酸钙作为乳化剂稳定含有桐油(Tung oil)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的油相,通过紫外辐照引发油相中GMA和HDDA的聚合形成交联聚丙烯酸酯微胶囊壳层;然后向水相中加入苯胺单体,通过木质素磺酸钙和苯胺之间的静电作用将苯胺吸附于微胶囊外表面,以过硫酸铵引发氧化聚合反应形成聚苯胺(PANI)壳层,成功制备得到负载桐油的聚苯胺(Tung oil-PGMA@PANI)微胶囊。该微胶囊为复合壳层结构,其中交联聚丙烯酸酯壳层可以稳定乳液滴形貌并提高微胶囊韧性,PANI壳层赋予微胶囊防腐性能,并且微胶囊内部负载的桐油可以赋予微胶囊自修复性能。添加Tung oil-PGMA@PANI微胶囊的水性环氧涂层表现出优异的自修复性能和防腐蚀性能。
聚乙烯基咔唑共价接枝还原氧化石墨烯的制备及其宽带光限幅性能
沈希彬, 白婷, 车强, 陈彧
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211025001
[摘要](38) [HTML全文](13) [PDF 5679KB](5)
摘要:
用表面带负电荷的还原氧化石墨烯(RGO)作为阴离子聚合引发剂,在RGO表面使N-乙烯基咔唑(NVK)原位聚合,生成可溶性聚乙烯基咔唑(PVK)共价功能化的RGO非线性光学材料(RGO-PVK)。采用红外光谱、X光电子能谱和紫外-可见吸收光谱等对RGO-PVK进行了表征。将RGO-PVK嵌埋在非光学活性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中制备了具有良好光学性能的RGO-PVK/PMMA薄膜,并利用开孔Z扫描技术研究了RGO、RGO-PVK、退火处理的RGO-PVK薄膜在532、1 064 nm激光辐照下的非线性光学(NLO)和光限幅(OL)性能。结果表明:与RGO相比,PVK在RGO表面的共价键合显著增强了材料的宽带NLO性能和OL效应。与没有经过退火处理的RGO-PVK/PMMA薄膜相比,退火后的RGO-PVK/PMMA薄膜展现出更加优良的NLO性能。在532、1 064 nm的激光激发时其非线性吸收系数(βeff)分别为306.17 cm/GW和350.32 cm/GW;相应的光限幅阈值分别为0.37和0.31 GW/cm2
高温形状记忆聚合物研究进展
杨增辉, 张耀明, 张新瑞, 王廷梅, 王齐华
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211020001
[摘要](127) [HTML全文](51) [PDF 6629KB](28)
摘要:
形状记忆聚合物因质量轻、形变量大、性能可控、结构设计性强等优点,其相关的基础前沿研究和潜在的应用开发一直是研究者不断探索的焦点。为满足复杂环境领域(高低温、强辐射、真空等)对形状记忆聚合物的应用需求,近年来研究者开展了高温形状记忆聚合物的研究,并取得了阶段性的研究成果。该文总结归纳了近年来高温形状记忆聚合物的最新研究进展,并对其类型、机制、调控方法及典型应用进行了阐释和分析,最后对高温形状记忆聚合物的未来发展趋势及挑战进行了总结和展望。
氮化硼纳米片尺寸对BNNSs/P(VDF-HFP)复合薄膜介电性能的影响
吴玲玉, 蔡凡一, 罗念, 周柏杰, 陈枫
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211101001
[摘要](64) [HTML全文](20) [PDF 5482KB](6)
摘要:
通过球磨法制备了两种不同片径大小的氮化硼纳米片(BNNSs),并采用溶液刮膜的方式制备了BNNSs与聚偏氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-HFP))的复合薄膜BNNSs/P(VDF-HFP)。通过介质耐压测试仪与宽频电介质谱仪测试了复合薄膜的击穿强度和介电常数,揭示了BNNSs的片径大小对复合薄膜介电性能的影响。结果表明,大片径纳米片的晶格结构更完善且在P(VDF-HFP)中的取向度更高,在复合薄膜中能形成更完善的绝缘网络,从而能有效阻止复合薄膜发生电导及电力学击穿。与小片径纳米片复合薄膜相比,大片径纳米片复合薄膜具有更高的击穿强度。
电驱动碳黑/液态金属/液晶弹性体复合薄膜
周正峰, 王猛
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211021001
[摘要](101) [HTML全文](38) [PDF 5640KB](93)
摘要:
利用导电填料碳黑(CB)嵌入液态金属/液晶弹性体(LM/LCE)复合薄膜中,通过二次交联法制备了类似于“三明治”结构的电刺激响应碳黑/液态金属/液晶弹性体(CB/LM/LCE)复合薄膜。通过傅里叶红外光谱、差示扫描量热、广角X射线衍射、扫描电子显微镜、万能拉伸试验仪和电驱动响应机制等对LM/LCE和CB/LM/LCE复合薄膜分别进行表征和分析。研究结果表明,LM/LCE和CB/LM/LCE复合薄膜具有优异的力学性能和电驱动收缩可逆形变性能,在80 V电压驱动下,可实现高效电热转换,最大收缩率达到45%;在负载50 g重物的情况下,依然可以实现可逆电致收缩形变,最大收缩率为42%。
CP@hBT-CNT/PDMS三相介电复合材料的制备与性能
王心成, 成尚儒, 高强民, 唐尧凯, 袁莹欣, 李安琦, 观姗姗
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210731001
[摘要](97) [HTML全文](48) [PDF 5474KB](85)
摘要:
基于卡波姆(CP)和羟基化钛酸钡(hBT)之间的相互作用,通过CP对hBT的包覆制备了“核-壳”结构CP功能化改性的hBT杂化粒子(CP@hBT)。以CP@hBT为陶瓷填料,氨基化碳纳米管(CNT)为导电填料,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,利用溶液共混法制备CP@hBT-CNT/PDMS介电复合材料。系统研究了CP功能化改性对CP@hBT-CNT/PDMS微观形貌和介电性能的影响。结果表明,CP对hBT功能化改性后可以有效减少CP@hBT杂化粒子的沉降和团聚问题,增强了其在PDMS基体中的分散性。在1 000 Hz条件下,当w(CNT)=0.75%时,CP@hBT-CNT/PDMS复合材料的介电常数可以达到138,同时介电损耗仍较低。
贻贝启发的偶氮-聚多巴胺涂层用于光电双响应忆阻器件
龚明磊, 刘铭扬, 王潇漾, 杨金波, 陈彧, 张斌
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210701001
[摘要](146) [HTML全文](82) [PDF 5562KB](92)
摘要:
高性能忆阻器件的开发适应了大数据时代的需求,尤其是以结构可灵活调变的有机/高分子材料为活性层的新型忆阻器件,正日益成为光电传感和人工智能研究领域的热点。受贻贝灵感化学启发,在蒸镀有氧化铟锡(ITO)的玻璃基底上自组装聚多巴胺(PDA)薄膜形成活性层,随后通过点击化学反应接枝具有光致异构化特性的偶氮苯(Azo),制备了结构为Al/PDA-Azo/ITO的忆阻器件。对其结构和电学性能进行的研究结果表明:偶氮苯共价接枝在平整的聚多巴胺表面;器件在施加电压扫描下表现出稳定的非易失性可擦写阻变存储特性,并且电导率在紫外光照射后增加30倍,而在可见光照射后恢复,实现了对电场和光场的双重响应。
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研究亮点
基于平面有机硼烷的超分子聚合物
李泽一, 窦传冬
2022, 35(1): 1-4.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20211022001
[摘要](181) [HTML全文](76) [PDF 5023KB](55)
摘要:
超分子聚合物,即单体通过非共价键作用连接而成的链状聚集体,具有独特的物化性质和功能。经过30年的发展,超分子聚合物领域已取得了一系列重大创新成果。目前,超分子聚合物领域亟需探索的问题主要在超分子聚合驱动力、超分子构筑基元、可控超分子聚合、超分子聚合物功能等方面。近期,荷兰埃因霍温理工大学的Meijer课题组和日本名古屋大学的Yamaguchi课题组合作,首次将受阻路易斯酸碱对(FLP)引入到超分子共聚物中,通过发展基于平面三芳基硼和三芳基胺的FLP构筑基元,实现了B−N配位非共价键作用驱动聚合形成超分子聚合物,获得的聚合物具有长寿命和圆偏振特征的光致发光性质。同时,Yamaguchi课题组提出一种新的超分子聚合方法,即基于分子内氢键和分子间B−N配位作用构筑的双重陷阱亚稳态,实现了动态可控的超分子聚合。这些工作发展出新的超分子聚合驱动力和构筑基元,也为超分子聚合提供了新聚合方法,为超分子聚合物的功能化提供了新思路。
特约综述
有机光电突触材料、器件及应用
郭延博, 刘钢
2022, 35(1): 5-18.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210402002
[摘要](689) [HTML全文](287) [PDF 16050KB](163)
摘要:
随着大数据和物联网(IoTs)的迅猛发展,人工智能(AI)技术受到了广泛关注。可克服冯·诺依曼瓶颈和提高串行计算机性能的光电神经形态器件在半导体器件和集成电路领域的发展迅猛。光信号具有低功耗、低串扰、高带宽和低计算要求等优点,可视为额外端口以丰富突触可塑性的调节自由度。光电器件的光电性能在很大程度上依赖于光电材料的设计、制备。其中,有机材料具备分子多样性、成本低、易加工、机械柔韧性以及与柔性基板兼容等优点,是构建高性能光电突触器件的重要材料载体。本文从有机材料出发,介绍了其在光电器件和视觉仿生领域应用的最新进展,并讨论了当前的应用挑战和未来发展趋势。
光固化3D打印技术及光敏树脂的开发与应用
王世崇, 朱雨薇, 吴瑶, 向洪平, 刘晓暄, 彭忠泉, 容敏智, 章明秋
2022, 35(1): 19-35.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210510001
[摘要](580) [HTML全文](245) [PDF 6415KB](185)
摘要:
光固化3D打印技术因速度快、精度高、环境友好等优势,已成为一类广泛应用的快速成型工艺。光敏树脂作为光固化3D打印的主体材料,对器件的性能与应用有着决定性影响。本文先介绍了几种已普及和新开发的光固化3D打印成型原理;并对光敏树脂的组成、分子结构和器件性能间的构-效关系进行了分析;进而对光固化3D打印及树脂的应用进行分类介绍;最后对光固化3D打印与光敏树脂的未来发展进行了分析与展望。
研究论文
含磺化芴基侧基的聚芳醚氧膦质子交换膜的合成与表征
付志男, 谈云龙, 肖谷雨, 颜德岳
2022, 35(1): 36-43.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210216001
[摘要](192) [HTML全文](86) [PDF 5574KB](53)
摘要:
将9,9-二(4-羟苯基)芴(BHPF)与二(4-氟苯基)苯基氧膦(BFPPO)聚合,合成了含芴基侧基的聚芳醚氧膦(PAEPO),并采用后磺化法,制备了侧链型磺化聚芳醚氧膦(sPAEPO)质子交换膜。通过核磁与红外确定了聚合物的化学结构,用原子力显微镜对sPAEPO的微观结构进行了表征,同时对sPAEPO质子交换膜的尺寸稳定性和质子电导率进行了测试。结果表明,侧基苯环上的磺酸基促使聚合物膜形成亲水相连通性好的微相分离结构,有利于提高质子电导率,并保持低溶胀率,综合性能优良。所得质子交换膜在80 °C下的溶胀率为30%,低于绝大多数非氟质子交换膜的溶胀率,质子电导率为0.075 S/cm,与Nafion 117的质子电导率接近,并且热稳定性与耐氧化性优良。
刺激响应性共聚物修饰金纳米棒的制备及其抗肿瘤性能
郭敏, 侯光晖, 胥伟军, 钱军民
2022, 35(1): 44-53.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210323001
[摘要](264) [HTML全文](119) [PDF 5842KB](61)
摘要:
以1-叔丁氧基羰基-2-丙烯酰肼(Boc-AH)、N-(3,4-二羟基苯乙基)丙烯酰胺(DA)和聚乙二醇甲醚丙烯酸酯(mPEGA)为单体,利用可逆加成-断裂链转移聚合法制备了嵌段共聚物聚丙烯酰肼-聚N-(3,4-二羟基苯乙基)丙烯酰胺-聚单甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(PAH-b-PAD-b-PmPEGA,缩写为HDP),该共聚物经酚羟基偶联于金纳米棒(GNR)表面,酰肼基团与阿霉素(DOX)中羰基形成酸敏感的腙键从而实现药物装载,构建了光热-化疗联合治疗的纳米体系(HDP-GNR-DOX)。利用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和溶液颜色变化检测GNR的悬浮稳定性。利用透射电镜、流式细胞术和激光共聚焦显微镜研究了纳米药物被细胞摄取及细胞内分布情况。利用MTT法评估HDP-GNR-DOX介导的光热-化疗联合治疗效果。利用活/死细胞检验方法进一步分析了纳米药物对细胞的杀伤效果。结果表明,该纳米体系载药率高达8.1%,具有优异的光热性能和pH响应性药物释放性能。细胞实验表明,该纳米体系可被人乳腺癌细胞(MCF-7)有效摄取,具有光热-化疗协同杀伤肿瘤细胞的功效。
等离子体辅助纳米涂层的构建及其成骨性能
郭西萌, 金莉莉, 李春旺, 何宏燕, 刘昌胜
2022, 35(1): 54-60.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210330004
[摘要](338) [HTML全文](115) [PDF 5794KB](37)
摘要:
通过氧等离子体处理,在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)表面引入羟基,提高了其表面的亲水性。利用静电吸附等方式在PET材料表面先后载入表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、纤维黏连蛋白(Fn)和骨形态发生蛋白-2 (rhBMP-2),构建了rhBMP-2/EGCG/Fn有机组装的纳米涂层,改性后的PET表面表现出优异的细胞相容性,rhBMP-2的高效载入、活性维持、以及缓慢释放,赋予了改性表面高诱骨活性和成骨分化能力。
白蛋白/透明质酸纳米颗粒制备及递送顺铂效果
王太兵, 李颖, 贾卓翰, 郭敏, 胥伟军, 钱军民, 锁爱莉
2022, 35(1): 61-67.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210318001
[摘要](492) [HTML全文](242) [PDF 5547KB](49)
摘要:
利用白蛋白模板法,以白蛋白、酰肼化透明质酸和醛基化透明质酸为原料,制备出了白蛋白/透明质酸(B-HA)纳米载体,其可通过配位作用装载顺铂(Cis)得到B-HA/Cis纳米药物。利用FT-IR光谱、1H-NMR谱、透射电子显微镜和电感耦合等离子体-质谱(ICP-MS)等手段表征了B-HA纳米载体的化学结构和B-HA/Cis纳米药物的理化性质。结果表明:该纳米载体装载顺铂后为近球形形貌,平均粒径约为150 nm,顺铂载药率可达10.8%;纳米药物具有还原性/酸性双重响应性药物释放行为。体外细胞实验表明,该纳米载体的细胞毒性可忽略,纳米药物对肝癌(HepG2)细胞有靶向作用,杀伤效果与游离态顺铂相当,杀伤癌细胞的机制是诱导凋亡。白蛋白/透明质酸纳米颗粒是综合性能优异的顺铂靶向递送载体,有望在体内呈现提高疗效、降低毒副作用的效果。
丙烯酸酯型季铵盐共聚物薄膜的制备及表征
王友长, 梁文城, 范瑶, 龚晨宇, 郎美东
2022, 35(1): 68-76.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210322001
[摘要](353) [HTML全文](228) [PDF 5640KB](78)
摘要:
通过将丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)共聚得到聚(丙烯酸丁酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)(P(BA-co-DMAEMA));再分别以溴丁烷(BB)、溴己烷(HB)及溴辛烷(OB)对其进行季铵化改性,得到侧基带不同长度烷烃链的3组季铵盐共聚物P(BA-co-DMAEMA)-R (R: BB、HB、OB);最后通过流延法将共聚物制成薄膜。利用核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)对P(BA-co-DMAEMA)及P(BA-co-DMAEMA)-R的化学结构进行表征。以菌落计数法、抑菌圈对季铵盐共聚物薄膜的抗菌性能进行测试。结果表明:当n(BA)/n(DMAEMA)= 23/77, P(BA-co-DMAEMA)-R的离子化程度分别为58%(BB),45%(HB)和39%(OB)时,季铵盐共聚物薄膜对大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)的接触杀菌率可达99%。同时,季铵盐共聚物薄膜兼具优异的防雾性和透光性,制备流程简单可控。
金纳米粒子/聚吡咯-聚多巴胺电化学免疫传感器
曲春波, 张静怡, 那立欣, 罗静
2022, 35(1): 77-84.   doi: 10.14133/J.CNKI.1008-9357.20210411002
[摘要](247) [HTML全文](236) [PDF 5749KB](76)
摘要:
以金纳米粒子功能化的聚吡咯-聚多巴胺(PPy-PDA)为基质材料,构建了电化学免疫传感器用于癌胚抗原(CEA)的检测。首先制备了PPy-PDA复合物,通过聚多巴胺的弱还原性原位还原氯金酸,得到纳米金/聚吡咯-聚多巴胺(Au/PPy-PDA)纳米复合材料。该复合材料具有优异的导电性、水分散性和黏附性,能够在电极表面形成均一、稳定且生物相容性优良的导电膜,利用纳米金与癌胚抗体的特殊作用固定癌胚抗体,并通过牛血清白蛋白屏蔽电极表面的非特异性吸附点,从而构筑了一种用于检测CEA的电化学免疫传感器。所制备的传感器对CEA具有特异性、识别性,在最优条件下,对CEA的线性检测范围为10−12 ~5×10−7 g/mL,检测下限为0.2 pg/mL。此外,还考察了该传感器的重现性和稳定性,并进行了实际样品中CEA的回收实验。该传感器具有检测范围宽、检测限低且稳定性好的特点,在生物医学、临床诊断等方面具有潜在的应用价值。
聚乙烯醇/ε-聚赖氨酸水凝胶伤口敷料的制备及性能
范瑶, 梁文城, 王友长, 郎美东
2022, 35(1): 85-92.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210330002
[摘要](335) [HTML全文](222) [PDF 6058KB](67)
摘要:
在聚乙烯醇(PVA)水溶液中引入ε-聚赖氨酸(ε-PL)和柠檬酸(CA),采用冻融法制备具有抗菌性能的复合水凝胶PVCL。通过傅里叶红外光谱(FT-TR)仪、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)仪和万能拉伸试验机对复合水凝胶的结构和性能进行表征。采用抗菌活性、溶血率和细胞毒性表征复合水凝胶的生物性能。结果表明,加入CA可以提高PVA水凝胶的力学性能,水凝胶的拉伸强度从1.8 MPa增加到3.0 MPa,断裂伸长率从355.9%增加到426.5%。ε-PL为PVA水凝胶提供了优异的抗菌活性,当ε-PL的质量分数为5%和7%时,PVCL复合水凝胶对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抗菌率均接近100%。此外,PVCL复合水凝胶具有优异的血液相容性和细胞相容性。
温度响应型酰腙可逆共价键水凝胶的制备及性能
何元, 罗媛媛, 刘通, 张银山, 郭赞如, 章家立
2022, 35(1): 93-100.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210322002
[摘要](266) [HTML全文](138) [PDF 5933KB](50)
摘要:
首先,通过可逆加成-断裂转移(RAFT)聚合制备了丙烯酰胺(AM)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)的共聚物(PAM-co-PDAAM-co-PNIPAM);然后,使PAM-co-PDAAM-co-PNIPAM与己二酸二酰肼(ADH)反应后,得到了具有温度和pH双重响应性的水凝胶。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)、流变仪、扫描电镜(SEM)以及傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对共聚物和水凝胶的结构和组成,以及水凝胶的温度和pH双重响应行为进行了研究。研究表明,该水凝胶具有温度调控的自愈合性,对药物阿霉素(Dox)表现出pH和温度双重响应的可控释放行为。