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  • ISSN 1008-9357
  • CN 31-1633/O6

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新型耐高温树脂热稳定性的理论研究
吴小伟, 朱卫华
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210804001
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 4929KB](0)
摘要:
采用密度泛函理论(DFT)方法,对系列新型硅烷–芳炔树脂分子、含芳杂环树脂分子和含氰基耐高温分子中主要键的键离解能(BDE)进行了系统研究。结果表明,含不同基团树脂分子的热稳定性具有显著差异。含氰基树脂分子具有比硅烷–芳炔树脂分子和含芳杂环树脂分子更高的热稳定性,向树脂分子中引入氰基更有利于增强树脂的耐高温性能。
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](0) [HTML全文](0) [PDF 5323KB](0)
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。
聚硅炔酰亚胺(PSI)树脂的固化特性
郭亚林, 崔红, 宋爽, 高梁, 林嘉平, 刘毅佳, 余惠琴, 刘晓红
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.2021080900
[摘要](9) [HTML全文](8) [PDF 5476KB](4)
摘要:
聚硅炔酰亚胺(PSI)树脂是一种由聚酰亚胺与含硅芳炔共聚而成的树脂。通过对PSI树脂的结构表征、DSC测试、固化反应动力学分析、流变特性分析,初步确定了PSI树脂的固化工艺。结果表明,炔基是PSI树脂发生固化反应的主要活性基团。树脂的固化反应初始温度相对较高,放热区间比较集中,固化反应的活化能为83.2kJ/mol,频率因子为5.0×1012s−1,反应级数为0.93。初步确定树脂的固化工艺为:160℃,3 h→190℃,2 h→220℃,2 h→250℃,4 h。
结合静态光散射和耗散粒子动力学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](20) [HTML全文](28) [PDF 5370KB](4)
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,揭示了不同聚合度的纳米线的结构;多级自组装形成的纳米线可以与高分子类比,表现为刚性高分子的特征,这与PBLG链的有序排列密切相关。
氧化石墨烯改性形状记忆纤维的尺寸相关性
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](136) [HTML全文](70) [PDF 1598KB](45)
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)形状记忆超细纤维中形成GO@PLLA/PHBV复合纤维。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)等对各复合纤维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各复合纤维的形状记忆性能。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的成骨诱导作用。结果表明,小尺寸GO(sGO)的掺入对PLLA/PHBV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%,形状回复应力增强约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纤维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%,钙沉积能力提高了133%。
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](171) [HTML全文](95) [PDF 1252KB](41)
摘要:
将具有pH敏感特性的聚合物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%。
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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](7) [HTML全文](8) [PDF 5653KB](3)
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。
端炔基聚乙二醇制备的聚三唑弹性体
王琳晓, 别如烨, 方建维, 张雨, 万里强, 黄发荣
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210809001
[摘要](8) [HTML全文](2) [PDF 5411KB](1)
摘要:
首先,以聚乙二醇(PEG)和溴丙炔为原料合成了端炔基聚乙二醇(DPPEG);然后以DPPEG、4, 4 -联苯二苄叠氮(BPDBA)和间二乙炔基苯(m-DEB)为原料,以热聚合的方式合成了聚三唑弹性体(PTAE),采用核磁共振氢谱(1H-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其结构进行了表征,并通过差示扫描量热分析(DSC)、热失重分析(TGA)和万能拉伸试验机测定其热性能和力学性能。结果表明:PTAE具有较好的力学性能和热稳定性,其拉伸强度可达22.5 MPa,热失重5%的温度高于335 ℃。
聚硅炔酰亚胺树脂及其复合材料的制备与性能
宋爽, 张宋奇, 蔡春华, 林嘉平, 杜磊
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210918001
[摘要](6) [HTML全文](2) [PDF 5456KB](2)
摘要:
首先,通过材料基因组方法(MGA)设计筛选得到了一种具有高耐热性的乙炔基封端聚酰亚胺(ATPI)。然后以2,3,3',4'-二苯醚四甲酸二酐、3,4'-二氨基二苯醚、3-氨基苯乙炔三种单体为原料对ATPI进行了合成。利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对ATPI的化学结构进行了表征。通过ATPI与甲基乙烯基含硅芳炔树脂(PSA)共聚,得到聚硅炔酰亚胺树脂(PSI)。利用差示扫描量热仪分析了PSI的热固化行为,确定了其固化工艺。采用热重分析表征了PSI固化物的耐热性。结果显示其热失重5%的温度(Td5)及800 °C残碳率(Yr800)分别为573 °C和85.9%。万能拉力机测试得到PSI浇注体的弯曲强度达到49.8 MPa,比PSA树脂提升了1.5倍。通过模压及热压罐成型工艺分别制备了石英纤维及T800碳纤维增强的PSI复合材料。T800碳纤维增强的复合材料弯曲强度和层间剪切强度(ILSS)为1 553 MPa和84.1 MPa,在350 °C处理100 h后,ILSS基本保持不变,复合材料具有良好的耐热性及力学稳定性。石英纤维增强的复合材料弯曲强度和ILSS分别为539 MPa和37.5 MPa。通过网络分析仪对石英纤维增强的复合材料的介电性能进行了表征,500 °C处理后材料的介电常数与常温下的数值相近,复合材料的高温介电稳定性较好。
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](27) [HTML全文](12) [PDF 5551KB](1)
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。
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
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210216001
[摘要](31) [HTML全文](23) [PDF 5549KB](20)
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。
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
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210322001
[摘要](128) [HTML全文](107) [PDF 5637KB](38)
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-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),最后通过流延法将其制成薄膜。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,季铵盐薄膜兼具优异的防雾性和透光性,制备流程简单可控。
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
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210510001
[摘要](98) [HTML全文](48) [PDF 6439KB](71)
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打印的成型原理;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。
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](38) [HTML全文](23) [PDF 5498KB](11)
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。
有机合成中化学反应的机器学习
张良顺
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210823002
[摘要](23) [HTML全文](7) [PDF 7757KB](7)
摘要:
化学反应预测及合成路线设计是有机合成领域极具挑战性的问题之一。机器学习是近来新兴的研究方法。针对有机小分子的化学合成,本文综述了机器学习方法在有机合成(包括化学反应数据的收集、化学反应的预测和合成路线的设计等)领域的进展。对于高度复杂的树脂分子,本文论述了基于机器学习合成路线亟待解决的问题,如数据的不完备和偏倚、缺乏规范化的表示、少样本的机器学习方法等。
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](9) [HTML全文](33) [PDF 5314KB](0)
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。研究表名: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26.34 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。
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
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210330002
[摘要](72) [HTML全文](64) [PDF 6057KB](20)
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水凝胶提供优异的抗菌活性,当ε-PL的质量分数分别为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。
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
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210323001
[摘要](86) [HTML全文](44) [PDF 5885KB](27)
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,制备了聚(丙烯酰肼)-b-聚(N-(3,4-二羟基苯乙基)丙烯酰胺)-b-聚(单甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯),该共聚物经酚羟基偶联于金纳米棒(GNR)表面,酰肼基团与阿霉素中羰基形成酸敏感的腙键实现药物装载,构建了化疗/光热联合治疗的纳米体系。利用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CLSM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响应性药物释放行为。细胞实验表明,该纳米体系可被乳腺癌细胞(MCF-7)有效摄取,具有光热-化疗协同杀伤肿瘤细胞的效果。
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](27) [HTML全文](16) [PDF 5573KB](4)
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。
基于一维脉管的GFRP复合材料自修复
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](95) [HTML全文](64) [PDF 5711KB](8)
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,用自制的室温固化环氧树脂双组合(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和修复情况,采用冲击后压缩强度的恢复情况表征其修复情况。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自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原有的202 MPa恢复到211 MPa。
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
当前状态:  doi: 10.14133/J.CNKI.1008-9357.20210411002
[摘要](100) [HTML全文](79)
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、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、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。
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](99) [HTML全文](49) [PDF 810KB](14)
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偶氮苯-石墨烯复合材料(Zn-AGO)。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,Zn-AGO的能量密度达到最大值(504.2 J/g),约为AGO的1.69倍。
有机光电突触材料、器件及应用
郭延博, 刘钢
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210402002
[摘要](204) [HTML全文](101) [PDF 4158KB](62)
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逐渐发展迅猛。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、机械柔韧性和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。
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
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210330004
[摘要](169) [HTML全文](46) [PDF 1437KB](16)
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。
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](113) [HTML全文](93) [PDF 1297KB](21)
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。
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
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210322002
[摘要](93) [HTML全文](50) [PDF 1597KB](13)
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。
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](173) [HTML全文](97) [PDF 1533KB](9)
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光谱仪(FT-IR)、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。
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
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210318001
[摘要](314) [HTML全文](156) [PDF 1336KB](30)
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,顺铂载药量可达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HepG2肝癌细胞有靶向作用,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。
显示方式:
特约综述
糖肽高分子材料及生物医学应用
张婧楷, 刘潇璇, 李莉莉
2021, 34(5): 401-417.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210309001
[摘要](300) [HTML全文](179) [PDF 6781KB](53)
摘要:
糖肽高分子材料是一类由多肽和糖类化合物构成的高分子材料。糖肽高分子材料具有与天然糖肽/糖蛋白类似的化学组成,能够在一定程度上模拟天然糖肽/糖蛋白的结构和功能。本文总结了糖肽高分子材料的合成方法、材料设计及其在生物医学领域的应用,重点综述了糖肽高分子材料在糖肽树形分子、自组装糖肽和糖肽聚合物方面的材料设计,以及糖肽高分子材料在抗菌、抗肿瘤疫苗、仿生支架、组织及软骨修复方面的应用。最后,对糖肽高分子材料的发展与前景进行了展望。
研究论文
基于聚薁胺的全固态超级电容器性能
金欣, 陈祉安, 孙赛, 庄小东, 陈彧
2021, 34(5): 418-424.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210112002
[摘要](886) [HTML全文](564) [PDF 5609KB](49)
摘要:
报道了一种新型导电聚合物聚薁胺,并制备了基于聚薁胺作为电极材料,磷酸/聚乙烯醇作为电解液的全固态超级电容器,研究了聚薁胺电容器的的基本性质。电化学测试结果表明,该器件在工作电压窗口−0.2~0.8 V下表现出优异的电容性能,可实现最大体积电容83 F/cm3和最大的面积比电容0.54 mF/cm2,最大能量密度和最大功率密度分别为11.6 mW·h/cm3和3304 W/cm3。此外,该器件循环测试1000圈后仍保存初始电容的95.1%,表现出优异的循环稳定性。结果证明聚薁胺可以应用于超级电容器,为开发本征导电聚合物的探索提供了新策略。
聚噻吩的后修饰与光电性质
谢子益, 单通, 卫青云, 钟洪亮
2021, 34(5): 425-433.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210430001
[摘要](96) [HTML全文](45) [PDF 5608KB](18)
摘要:
为了解决Kumada 催化剂转移缩聚(Kumada catalyst transfer polycondensation, KCTP)反应构建的聚噻吩材料结构单一、能级较高等问题,通过KCTP法成功实现了含有 4 个噻吩单元与硫醚侧链单体的聚合,构建了含有硫代烷基侧链的新型聚噻吩材料(PtTSBO),并通过控制氧化剂间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)的用量和反应温度,将侧链上的硫醚选择性地氧化为亚砜或砜基,制备了含有亚砜或砜基的PtTSBO(PtTSOBO 或PtTSOOBO)。通过核磁共振氢(1H-NMR)谱、元素分析(EA)、紫外-可见分光(UV-Vis)光谱和电化学(CV)曲线对聚合物的结构、吸光和电学性能进行了表征,并对所制备的光伏器件进行了光电性质研究。结果表明,这种后修饰策略有效地将硫醚官能团转变为强吸电子基团,相比于 PtTSBO,聚合物 PtTSOBO 和PtTSOOBO 的能级显著降低,相应光伏器件的开路电压(Voc)得到了提升。
基于并二噻吩桥联聚吡咯薄膜的微型超级电容器
侯鹏鑫, 姜恺悦, 翟光群, 庄小东
2021, 34(5): 434-443.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210110001
[摘要](548) [HTML全文](365) [PDF 6402KB](40)
摘要:
将富电子的并二噻吩单元作为吡咯单体的桥联基团,得到具有四臂活性位点的吡咯单体;再利用液液界面的氧化聚合反应,直接制备得到连续、大面积的超薄聚吡咯膜。通过直接激光刻蚀的方法,制备了微型超级电容器,并研究了其通过循环伏安曲线、阻抗测试、相位角测试等表征电容器的电化学性能。结果表明,基于该薄膜的微型超级电容器的面积比电容可达1.10 mF/cm2,体积比电容可达68.4 F/cm3,等效串联电阻为4.2 Ω,最大能量密度为9.50 mW·h/cm3,最大功率密度为1433 W/cm3
POSS封端的聚氧化乙烯遥爪型聚合物的合成及形状记忆性能
李蕾, 曹玉芹, 常鹏飞, 郑思珣
2021, 34(5): 444-451.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210128001
[摘要](61) [HTML全文](49) [PDF 5933KB](26)
摘要:
通过点击化学反应合成了多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)封端的聚氧化乙烯(PEO)遥爪型聚合物。采用透射电镜、旋转流变仪及差示扫描量热仪对聚合物的形态结构及热力学性能进行了表征。由于POSS之间存在强相互作用,使其能够在PEO基体中聚集形成纳米微区。POSS微区作为物理交联点,赋予聚合物优异的热致形状记忆性能。POSS含量越高,形状恢复速率越快。此外,物理交联网络的形成和PEO的亲水性使聚合物在水中溶胀形成水凝胶。该水凝胶具有较高的溶胀率,且表现出良好的形状记忆性能。
D1-A-D2型高效红光热激活延迟荧光有机发光二极管
何益辉, 唐艳青, 谢凤鸣, 周经雄, 曾馨逸, 唐建新
2021, 34(5): 452-459.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210204001
[摘要](103) [HTML全文](64) [PDF 7380KB](23)
摘要:
采用吩噁嗪(PXZ)片段作为具有分子刚性的强电子供体(D1)、三苯胺(TPA)片段作为具有大空间位阻的强电子供体(D2)、杂环芳烃构成的二苯并吩嗪(dibenzo[a, c]phenazine,BP)片段作为具有较强刚性的电子受体(A),开发了一种具有供体-受体-供体(D1-A-D2)型结构的新型高效红光热激活延迟荧光(TADF)材料(2T-BP-2P)。通过紫外-可见分光(UV-Vis)光谱、光致发光(PL)光谱、热重分析(TGA)和差示扫描量热(DSC)等对2T-BP-2P的光物理、电化学和热学性能进行了表征。结果表明,基于2T-BP-2P的器件实现了614.5 nm的红光发射,其外部量子效率(EQE)高达12.2%,国际照明委员会(CIE)坐标为(0.59,0.40)。
荧光素基PGMA的合成及其发光性能
刘斌, 王亚玲, 储波, 段汉一, 李杨, 王慧奇, 胡胜亮, 张兴宏
2021, 34(5): 460-467.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210409001
[摘要](105) [HTML全文](81) [PDF 5402KB](27)
摘要:
以传统具有聚集诱导猝灭(ACQ)效应的荧光素作为引发剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体,通过原子转移自由基聚合(ATRP)将荧光素引入到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)中,制得荧光素位于链中央的荧光素基PGMA(Flu-PGMA)。采用差示扫描量热、热重分析、稳态和瞬态荧光光谱等对Flu-PGMA的热学性能和荧光性能进行了表征,并利用PR655光谱仪对白光发光二极管(LEDs)的器件性能进行了研究。结果表明:PGMA克服了小分子荧光素的 ACQ 效应,Flu-PGMA的数均分子量为 2.64×104,分子量分布为 1.5,固态荧光量子产率达 14.27%。将其作为单一基质固态荧光粉,在 460 nm InGaN 蓝光芯片激发下,当驱动电压为 2.7 V 时,制得显色指数为 84 的白光发光LEDs器件,其相关色温为 9 455K,色坐标为(0.289, 0.282),位于白光区域。
上转换粒子辅助近红外光诱导反向原子转移自由基聚合
张智慧, 朱叶, 罗静, 刘仁, 刘晓亚
2021, 34(5): 468-475.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210208001
[摘要](205) [HTML全文](148) [PDF 5409KB](32)
摘要:
利用上转换粒子(UCP)能够将长波长的近红外光转换成短波长的紫外-可见光的特性,以UCP为内部光源、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(BAPO)为引发剂,溴化铜(CuBr2)/N, N, N′, N″, N″-五甲基二乙三胺(PMDETA)为催化剂,在980 nm近红外光的辐照下,实现了近红外波段下的光诱导反向原子转移自由基聚合(ATRP)。通过调节聚合条件,对聚合过程及聚合机理进行了探究。结果表明:UCP辅助近红外光诱导反向ATRP适用于甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸甲酯(MA)以及苯乙烯(St)等单体,且具有活性聚合的特性,所得聚合物分子量可控、分子量分布较窄,且分子量随单体转化率的增大而线性增加。
气液界面法合成芘基二维聚合物薄膜
韩向丽, 关静, 陈乐, 赵培, 谭伟强, 郑治坤
2021, 34(5): 476-482.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210125001
[摘要](538) [HTML全文](266) [PDF 5741KB](42)
摘要:
以1,3,6,8-四(对胺基苯基)芘为构筑单元,通过席夫碱缩合反应,利用表面活性剂单分子层辅助的界面聚合法制备了芘基二维聚合物薄膜。通过扫描电子显微镜、原子力显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、荧光光谱、傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱考察了薄膜形貌、结构、结晶性和荧光强度等。结果表明:薄膜厚度约70 nm,可通过单体浓度进行调控;表面活性剂单分子层的限域作用促进了薄膜的结晶性,而分子内氢键使其具有荧光双发射效应。
PVDF/TiO2电纺纤维膜在光降解和油水分离方面的应用
盖军, 冯阳阳, 柴鹏, 颜录科, 陈涛
2021, 34(5): 483-489.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210112001
[摘要](668) [HTML全文](258) [PDF 5529KB](35)
摘要:
通过将聚偏氟乙烯(PVDF)和钛酸四丁脂(TBOT)溶解在N, N’-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的混合溶剂中电纺成纤维膜(PVDF/TBOT);然后在150 °C下通过一步水热法将电纺纤维膜中的TBOT还原成二氧化钛(TiO2),制得在纤维表面和内部原位生长有TiO2的PVDF纤维膜材料(PVDF/TiO2)。采用扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)分析仪、X射线衍射(XRD)仪和傅里叶红外(FT-IR)光谱仪测定原位生长在PVDF纤维上的TiO2的形貌和结构;通过紫外-可见分光光谱测试复合膜对罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝3种有机染料的降解效果;采用重力驱动的方法分离油水混合物;通过测试复合膜对水和油的接触角来探究复合膜的油水分离效率。研究表明:复合膜对罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝等有机染料都有很好的降解效果,而且具有良好的亲油疏水性能,通过对四氯甲烷和水的混合物进行分离,复合膜能够有效实现油水分离,分离效率可以高达98.2%。
聚吡咯/MnO2纸电极的制备及光热效应增强电容性能
康萌, 王鹏飞, 王蒙, 吴强, 柯晓玲, 周建华
2021, 34(5): 490-496.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20210131001
[摘要](313) [HTML全文](188) [PDF 5463KB](30)
摘要:
通过湿化学法与低温界面聚合法在慢速滤纸上依次沉积二氧化锰(MnO2)与聚吡咯(PPy),制备出PPy/MnO2纸基复合材料。利用红外光谱、扫描电镜、循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等手段对该复合材料的结构和性能进行了表征。研究表明:PPy的沉积较好地保留了滤纸的多孔结构,并能覆盖MnO2颗粒,形成较大活性面积;其中MnO2/PPy-400单电极的比电容可达1 487.1 mF/cm2;在光强为1 kW/m2的模拟太阳光下,组装的对称型超级电容器的比电容是在无光照条件下的5倍,表现出优异的光热效应增强性能。