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  • ISSN 1008-9357
  • CN 31-1633/O6

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基于硫杂萘二酰亚胺的席夫碱型聚合物电子传输材料
李建高, 李晶, 高希珂
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190523001
[摘要](2194) [HTML全文](265) [PDF 2785KB](11)
摘要:
将苯甲醛基团引入到硫杂萘二酰亚胺共轭骨架中,与不同共轭程度和刚性的芳香二胺进行缩合反应,构筑了一类基于硫杂萘二酰亚胺的席夫碱型聚合物P1P2P3。采用紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)、循环伏安等手段研究了材料的基本物理化学性质。这类聚合物具有良好的成膜性和较低的最低未占分子轨道能级(−4.07~−4.19 eV)。聚合物P3含有刚性萘单元,其UV-Vis的最大吸收波长(λmax = 754 nm)比P1P2分别红移了约76 nm和75 nm。X射线衍射(XRD)表明,聚合物P1、P2、P3的薄膜均呈现无定形的特征。以溶液甩膜法制备了此类聚合物的有机场效应晶体管(OFET)器件,其中聚合物P3的薄膜经300 ℃热退火,其OFET器件的电子迁移率可达2.47×10−3 cm2/(V·s),开关比为105,表明聚合物P3是一种可耐高温处理的n-型半导体材料。在聚合物共轭骨架中引入刚性的结构单元,可以有效调控吸收光谱、能级结构和薄膜形貌,进而提升OFET器件性能。
低并发症医用涂层构建策略研究进展
石恒冲, 车超越, 栾世方, 殷敬华
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190514001
[摘要](2130) [HTML全文](262) [PDF 1998KB](10)
摘要:
医用材料的功能性主要通过医用材料表面与生物环境接触而表现出来,需要对医用材料表面进行功能化改性,否则在植入/介入过程中会吸附侵入的细菌引发感染或产生凝血引发血栓等并发症,导致器械服役时间缩短及应用失败。基于上述问题在材料表面调控结构组成、构建功能表面、实现低并发症和生物相容性一直是该领域亟需解决的重要科学问题。目前低并发症医用涂层构建方法主要有表面化学接枝改性、单分子层自组装、层层自组装、多巴胺涂层等,结合本课题组近年来在低并发症医用高分子材料及医疗器械的医用涂层研究成果,简单介绍了国内外医用涂层表面构建的研究进展。
双重动态化学键交联水凝胶的制备及性能
童艳萍, 肖艳
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190430002
[摘要](2120) [HTML全文](249) [PDF 1105KB](7)
摘要:
设计并制备了具有良好水溶性且带有酰肼基团的聚(肌氨酸-co-谷氨酸酰肼)(P(Sar-co-GH))以及带有醛基的氧化海藻酸钠(OSA)。在温和的条件下,P(Sar-co-GH)、OSA、羧甲基壳聚糖(CMC)3种材料可通过酰腙键和亚胺键交联快速制得双重动态化学键交联的水凝胶。采用红外光谱、旋转流变仪对水凝胶的结构和力学性能及形貌进行了表征。结果表明:酰腙键和亚胺键的交联赋予了水凝胶可注射性、pH响应性和自修复性能。体外细胞毒性和细胞3D培养实验表明水凝胶具有良好的生物相容性并且能够支持细胞的生长与增殖。
聚乙二醇型超支化聚酯胺的制备及表征
高翔, 罗静, 钱佳怡, 梁雪, 张一帆, 李小杰, 陈明清
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190225002
[摘要](3016) [HTML全文](664) [PDF 7253KB](8)
摘要:
Mn=250的聚乙二醇二丙烯酸酯为A2单体(含有两个A基因的单体,其余类推),N-乙基乙二胺为B'B2单体,利用丙烯酸酯基和胺基的迈克尔加成聚合反应,一锅法合成了表面含丙烯酸酯键、骨架含聚乙二醇(PEG)、内部含叔胺的具有三维椭球状结构的超支化聚酯胺,并研究了其聚合动力学。利用咪唑对超支化聚酯胺进行改性,并初步研究了咪唑改性的超支化聚酯胺的pH响应性和水溶性。利用核磁共振氢谱、红外吸收光谱、凝胶渗透色谱、GPC-MALLS多角度激光散射系统表征了超支化聚酯胺的分子结构和化学组成。结果表明:聚乙二醇链段的引入能够赋予超支化聚酯胺水溶性;咪唑的引入有利于提高超支化聚酯胺的pH响应性。
聚丙烯酸钠/十水合硫酸钠复合相变材料
卢铁梅, 朱紫璇, 胡湖, 杨睿
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190301002
[摘要](1273) [HTML全文](136) [PDF 1418KB](4)
摘要:
以聚丙烯酸钠(PAA)为基体,通过吸收熔融的十水合硫酸钠(Na2SO4·10H2O),制备了PAA/Na2SO4·10H2O复合相变材料。通过差示扫描量热分析、热重分析、偏光显微镜及扫描电子显微镜观察,对复合相变材料的形貌结构、相变行为、热稳定性及循环稳定性进行了研究。结果表明:PAA水凝胶的三维网络结构能够有效地抑制Na2SO4·10H2O的相分离,形成均匀稳定的复合相变材料;复合相变材料具有较高的潜热及热稳定性,45次冷热循环证明了其良好的稳定性;加入Na2SO4·10H2O 质量5%的硼砂可显著改善复合相变材料的过冷现象,其过冷度降低至1.0 ℃;复合相变材料在Na2SO4·10H2O加热熔融时不发生泄漏。
有机二阶非线性光学聚合物的研究进展
霍福杨, 陈卓, 薄淑晖
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190507001
[摘要](2831) [HTML全文](514) [PDF 2118KB](19)
摘要:
非线性光学材料在激光、光通信、光处理、高频电光器件及太赫兹等方面具有重要的应用。相比传统无机非线性光学材料,有机二阶非线性光学材料具有电光系数高、响应速率快、易加工等优点。近20年来,基于有机非线性光学材料的研究成为热门领域,研制的高频电光器件受到了业内广泛关注。本文综述了近年来不同种类的有机二阶非线性光学材料的研究进展和未来的发展方向。研究结果表明,此类材料的电光性能和取向稳定性可以通过分子设计策略和化学合成、发色团与聚合物的结构关系及掺杂技术等进行有效的调控,但是研发满足实际应用且综合性能优异的有机非线性光学材料仍面临诸多挑战。
基于不对称星形聚合物制备Janus杂化金纳米粒子
刘子强, 张国颖
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190819001
[摘要](15) [HTML全文](22) [PDF 1044KB](3)
摘要:
利用原子自由基转移聚合(ATRP)和叠氮-炔基点击化学反应,对β-环糊精(β-CD)进行不对称改性,在其宽截面一侧聚合得到14条亲水性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)链,在其窄截面一侧偶联7个硫辛酸(LA)基元,得到不对称星形聚合物(LA)7-CD-(PNIPAM4614,采用配体交换法以此聚合物对金纳米粒子进行表面修饰,得到表面具有不对称化学组成和亲疏水性的Janus杂化金纳米粒子(Au3.1-CD-(PNIPAM4614),该两亲性Janus杂化金纳米粒子可以在选择性溶剂水中组装形成类似于胶束结构的球状组装体。
选择透过式皮肤防护材料研究进展
赵越, 李雷, 李和国, 王馨博, 王得印, 门泉福, 吴亮, 钟近艺
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190628001
[摘要](1790) [HTML全文](242) [PDF 2013KB](3)
摘要:
从传统化学武器威胁到次生化学灾害、化学恐怖等非传统化学威胁,化学防护服始终是抵御化学威胁的重要装备。随着威胁形势不断朝着隐形变异发展,迫切需要在防护原理和新材料上取得突破,以实现化学防护服在广谱防护能力和生理舒适性上的综合提升。本文以选择透过性材料为研究对象,阐明其作用原理,综述了离子交换膜、碳基高分子复合材料、金属有机骨架材料(MOF)高分子复合材料、多金属氧酸盐(POM)高分子复合材料、消毒功能高分子等多种类型的选择透过性材料,并对其防护、消毒、透湿等性能进行了介绍,提出了选择透过性材料的可能研究发展方向。
胶原蛋白/纤维素纳米晶体敷料的制备及性能
周姝妤, 许淑琴, 梁李园, 陈敬华
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181225001
[摘要](2636) [HTML全文](538) [PDF 1564KB](10)
摘要:
借助酸水解法和高碘酸钠氧化法制备氧化度为8.6%~51.3%的双醛化纤维素纳米晶须(DACs)。通过交替抽滤DACs-布洛芬(IBP)混合溶液和胶原蛋白(Col)溶液,制备Col/DACs-IBP多层复合膜。复合膜的结构与性质通过扫描电子显微镜、电子万能试验机和紫外-可见分光光度计进行表征。结果表明:DACs表面的醛基与Col的氨基在膜的多层界面处发生希夫碱反应,形成化学交联网络,导致层间结构更加均一、紧密;提高DACs和Col的分布均匀性以及DACs氧化度能显著改善膜的强度和透光性;最优拉伸强度达54.2 MPa,最优透光率为95.7%;复合膜内89.0%的IBP可在24 h内缓慢释放,且该膜在24 h内能有效促进细胞的黏附和增殖。
高分子化紫外吸收剂的合成与抗紫外性能
蔡毅, 高凤翔, 张亚明, 周庆海, 王献红
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190824001
[摘要](2175) [HTML全文](278) [PDF 1102KB](11)
摘要:
采用2,4-二羟基二苯甲酮(DBP)与环氧氯丙烷反应制备了2-羟基-4(2,3-环氧丙氧基)二苯甲酮(HEB),并用核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅里叶红外光谱(FT−IR)、紫外-可见光光谱(UV-Vis)等手段表征了HEB的结构。采用环氧丙烷(PO)连续进料方式提高了HEB的表观浓度,克服了HEB竞聚率较低的问题,实现了HEB与PO、CO2的三元共聚,制备得到表观数均分子量达3.0×104、分子量分布为4.77的基于HEB/PO/CO2三元共聚物的高分子化紫外吸收剂PPCH,其中HEB单元的摩尔分数为0.9%。将PPCH、DBP分别与聚碳酸亚丙酯(PPC)共混,配制成紫外吸收基团(2-羟基二苯甲酮,HBP)质量分数相同的PPC/PPCH以及PPC/DBP共混物。在氙灯老化120 h后,PPC/DBP共混物的表观数均分子量下降了36%,拉伸强度下降了26.4%;而在相同老化条件下,PPC/PPCH共混物的表观数均分子量仅下降了13.4%,拉伸强度仅下降了3.6%。通过50 ℃热水萃取120 h测定PPC/PPCH与PPC/DBP的吸光度表明PPC/PPCH共混物比PPC/DBP具有更稳定的紫外吸收性能。
乙醇对碳纤维复合材料界面的影响
杨福挺, 杨冲冲, 李英昊, 郑震, 王新灵
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190225001
[摘要](2479) [HTML全文](422) [PDF 1932KB](5)
摘要:
为了研究碳纤维复合材料(CFRPs)界面结构在乙醇作用下的变化,通过原位观察树脂和纤维尺寸,提出了一种CFRPs界面表征方法。利用碳纤维和环氧树脂制备横截面试样和层板试样,并用乙醇对其进行处理,接着采用环境可控原子力显微镜(ECSPM)对试样界面附近形貌进行原位升温测试,并通过短梁剪切试验分析试样的层间剪切性能。经乙醇处理后,CFRPs界面附近树脂发生膨胀,并且试样在加热过程中发生显著的树脂收缩和纤维膨胀;乙醇处理对CFRPs的层间剪切强度和失效模式的影响并不明显。
基于配位键交联的自修复弹性体的合成及表征
柏至伟, 张治斌, 张雅娟, 汪济奎
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190227002
[摘要](2301) [HTML全文](636) [PDF 1128KB](12)
摘要:
通过八甲基环四硅氧烷(D4)的开环平衡反应合成了端氨基聚二甲基硅氧烷(APT-PDMS),随后将APT-PDMS与二异氰酸酯反应生成预聚体,以2,6-二氨基吡啶(2,6-DAP)扩链,合成得到有机硅弹性体(PDMS-PU),最后以Fe3+进行配位交联,制备了一系列自修复有机硅弹性体(PDMS-PU/M)。通过核磁共振、红外和紫外-可见光谱分析产物结构,利用万能试验机表征了材料的力学性能。利用激光共聚焦显微镜和万能试验机研究了PDMS-DAP/M的自修复性能。结果表明:PDMS-PU/M具有优异的力学和自修复性能,拉伸强度可达1.96 MPa,自修复效率可达82.7%;通过控制Fe3+的含量,调节交联密度,可以实现材料强度和柔性之间的调节。
电泳沉积技术制备纳米铜-海藻酸钙复合抗菌膜
雷雨, 屈雪
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190415002
[摘要](2133) [HTML全文](250) [PDF 1051KB](9)
摘要:
通过调节电解液中纳米铜的含量,经电泳沉积得到海藻酸钙-纳米铜新型抗菌纳米复合膜(Ca2+-Alg-Cu)。以扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征了Ca2+-Alg-Cu的结构。使用稀释涂板法研究了Ca2+-Alg-Cu对大肠杆菌(E. coli.)、金黄色葡萄球菌(S. aureus)和绿脓杆菌(P. aeruginosa)的抗菌性能。使用小鼠L929成纤维细胞与Ca2+-Alg-Cu共培养表征了其细胞相容性。结果表明,Ca2+-Alg-Cu能够通过破坏细菌形貌,高效杀死上述3种细菌;Ca2+-Alg-Cu对细胞存活率的影响主要依赖电解液中纳米铜的质量浓度,当其不高于0.4 mg/mL时,细胞存活率大于80%,能够兼顾高效杀菌活性和良好的生物相容性。
膦胺类稀土金属钇配合物催化十三烷二酸环乙撑酯与小环内酯共聚合
董婧晗, 杨珂, 于辉, 牛慧, 李杨
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190130001
[摘要](2257) [HTML全文](341) [PDF 1043KB](9)
摘要:
以一种新型膦胺类稀土金属钇配合物(2,4,6-Me3C6H2NPPh2)Y(CH2C6H4NMe2-o2为催化剂,当十三烷二酸环乙撑酯(EB)与催化剂的物质的量之比为200时,采用一锅法在室温条件下实现了EB分别与δ-戊内酯和ε-己内酯的共聚合,制备了EB含量递变的聚酯共聚物。利用核磁共振(NMR)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TG)和广角X射线衍射(WAXD)等对共聚物进行了表征,研究了共聚物的序列结构、结晶性能及热性能。结果表明:反应24 h单体转化率即可达80%~90%。所得共聚物具有明显的嵌段结构,无规度(R)低(0.25~0.36),且嵌段结构可显著提升共聚物的热稳定性。
基于超支化聚醚的纳米级超声造影剂
李婕, 黄平, 王琮, 杨少玲, 周永丰
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190127001
[摘要](2593) [HTML全文](554) [PDF 1160KB](16)
摘要:
通过阳离子开环聚合合成了以超支化聚3-乙基-3-羟甲基环氧丁烷(HBPO)为疏水核、聚乙二醇(PEO)为亲水性链段的两亲性超支化聚醚(HSP),将HSP作为壳材料制得一系列超声造影剂(UCA),即HSP-UCA。采用动态光散射仪(DLS)、透射电子显微镜(TEM)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、超声成像仪等对HSP-UCA的粒径及体内外超声成像效果等进行了表征和分析。结果显示:随着PEO臂长的增加,HSP-UCA稳定性增加,导致其浓度增加;当PEO臂长增加到10时,HSP10-UCA的浓度最高,其平均粒径为517.3 nm,悬液的六氟化硫(SF6)体积分数为9.12 × 10–3,体外超声半衰期为3~5 min,同时在兔心脏内的显影效果很好。HSP10-UCA是一种纳米级超声造影剂,具有很好的体内外超声显影效果。
形状记忆取向纤维膜的形状回复力调控
霍影, 王先流, 易兵成, 沈炎冰, 张彦中
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190105002
[摘要](2046) [HTML全文](381) [PDF 1321KB](15)
摘要:
将生物可降解左旋聚乳酸(PLLA)与聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)通过稳定射流电纺(SJES)技术制备取向的PLLA/PHBV复合纤维,并评价了其形状记忆性能。基于形状记忆聚合物的形状编程原理,对该PLLA/PHBV取向纤维进行不同应变的高温拉伸和低温固定处理,得到不同拉伸应变的取向纤维,并对其形貌、拉伸力学、分子取向度及形状回复力等进行表征测试。结果表明:利用SJES技术制备的PLLA/PHBV取向纤维具有良好的形状记忆性能,形状固定率和形状回复率分别为(96.79 ± 0.64)%和(71.64 ± 8.87)%。经不同拉伸应变编程处理的PLLA/PHBV取向纤维的形状回复应力从0(ε = 0)分别增加到(5.32 ± 0.32)MPa (ε = 40%)、(7.63 ± 0.26)MPa (ε = 70%)和(9.24 ± 0.13)MPa(ε = 100%),证明通过改变拉伸应变可以实现对取向纤维形状回复力的调控。
基于聚醚胺改性的WPU/MMT纳米复合乳液
孔子文, 单宁, 伏阳, 苏毅, 周忠武, 东为富, 张胜文
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181213001
[摘要](2987) [HTML全文](617) [PDF 953KB](5)
摘要:
采用聚醚胺(PEA)对蒙脱土(MMT)进行插层改性,通过离子交换制备了聚醚胺改性蒙脱土(PEA-MMT)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)表征PEA-MMT的化学结构和层间距。通过在水性聚氨酯(WPU)预聚体乳化过程中引入PEA-MMT的方法,制备WPU/PEA-MMT纳米复合乳液,探究了PEA-MMT的引入对WPU的微观形貌、力学性能、吸水性和透氧性的影响。结果表明:PEA-MMT在WPU膜中均匀分散,且呈插层结构;同时PEA-MMT的引入有效提高了WPU的力学性能,降低了WPU的吸水率及透氧率。
钛金属表面骨诱导型可降解壳聚糖涂层的构建及生物活性调控
李海霞, 何宏燕, 董秀琳, 常铃雪, 刘昌胜
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181219001
[摘要](1638) [HTML全文](177) [PDF 1655KB](7)
摘要:
纯钛片(Ti)首先通过喷砂酸蚀(SLA)形成SLA-Ti,然后经阿仑膦酸钠(ALN)亲水处理后形成ALN-SLA-Ti,最后以壳聚糖(CS)为涂层材料,通过静电喷涂(ES)将重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)快速、有效地载入钛片表面,构建载有活性因子的CS涂层来提高钛片表面的生物活性,进而促进钛片表面的成骨能力。利用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜等对钛片表面形貌、细胞增殖及成骨分化能力进行表征。结果表明:构建的CS涂层具有多级孔洞结构,亲水且可降解;固载的蛋白质持续可控释放;载有rhBMP-2 CS涂层有利于细胞的黏附和增殖,明显促进细胞成骨分化。
高强度丝蛋白/聚乙二醇冻凝胶的制备和表征
唱焕良, 邵长优, 孟蕾, 杨俊
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181112001
[摘要](2214) [HTML全文](323) [PDF 980KB](6)
摘要:
以聚乙二醇为交联剂,通过简单的冷冻融化过程制备了一种具有多孔结构的丝蛋白(SF)/聚乙二醇(PEG)高强度冻凝胶材料。利用红外光谱、扫描电镜和万能材料试验机等研究了该冻凝胶的构象转变、微观形貌、力学性能和溶胀行为。结果表明,PEG的加入可以促进SF分子链向更加稳定的结晶构象转变,并且冻凝胶的微观形貌和力学性能通过调节冷冻温度(TFreeze)、PEG用量(mPEG/mSF)和SF质量分数等进行调节。在TFreeze=−20 ℃、WSF0.16、mPEG/mSF=0.50的条件下,该冻凝胶可以压缩至90%以上,并能承受3.5 MPa应力而不发生永久性形变和破裂,其压缩模量可高达0.44 MPa。循环压缩实验表明该冻凝胶具有出色的回复能力,拉伸测试表明其杨氏模量和韧性可分别达到4.15 MPa和680.81 kJ/m3。此外,该冻凝胶的孔状结构分布均匀、互相连通且溶胀性能优异。
两性离子聚合物的研究进展
闫树鹏, 张冲, 吕华
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181210001
[摘要](4175) [HTML全文](1368) [PDF 2203KB](133)
摘要:
两性离子聚合物是一类整体呈电中性,在同一单体侧链上同时含有阴、阳离子基团的高分子材料。因其水化能力强、生物相容性好等特点,在生物医药等领域得到了广泛研究和应用。本综述首先对两性离子聚合物的性质、分类、合成等方面进行了简单的概述;然后针对两性离子聚合物在防污涂层、蛋白质改性、药物递送、膜分离材料等4个方面的应用介绍其研究进展;最后对两性离子聚合物未来的发展进行了简单的评述和展望。
CNC/角蛋白复合膜的制备及其染料吸附性能
钱迅南, 朱笑吉, 朱卫明, 余志成, 宋凯利
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190221001
[摘要](2175) [HTML全文](340) [PDF 1175KB](6)
摘要:
采用硫酸水解纤维素的方法制备纤维素纳米微晶(CNC),并将其与角蛋白溶液共混浇筑制备染料吸附膜。通过拉伸以及耐水性能测试等表征了其物理性能,并评价了其作为吸附剂对染料活性艳蓝KN-R的吸附能力。对比了CNC/角蛋白复合膜与纯角蛋白膜对活性艳蓝的吸附性能。研究表明,与纯角蛋白膜相比,CNC/角蛋白复合膜的耐水性能、力学性能及对染料的去除效率和吸附容量均大于纯角蛋白膜的相应值。此外,CNC/角蛋白复合膜对活性艳蓝KN-R的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型。
PEI改性磁性壳聚糖微球的制备及其对布洛芬的吸附性能
高琦, 黄海龙, 韩卢, 徐敏
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190402001
[摘要](2183) [HTML全文](336) [PDF 904KB](9)
摘要:
采用共沉淀法制备磁性Fe3O4纳米粒子,然后在乳化体系中,以戊二醛为交联剂,通过席夫碱反应制备了改性磁性壳聚糖微球(Fe3O4@CS)以及聚乙烯亚胺(PEI)改性磁性壳聚糖微球(Fe3O4@CS/PEI)。采用红外光谱、X射线粉末衍射、磁滞回线测定、扫描电子显微镜和动态光散射对微球的结构、粒径以及磁性进行了表征,通过紫外-可见分光光度计研究了微球对布洛芬的吸附能力和重复利用率。结果表明,在微球制备过程中发生的席夫碱反应不会对纳米Fe3O4的晶型产生影响。微球均呈现出规整的球形,分布较窄,且具有一定的磁响应性,对布洛芬的吸附模型符合Langmuir吸附等温模型和二级动力学模型。随着PEI用量的增加,微球对布洛芬的吸附能力增强,经Langmuir吸附方程拟合的最大吸附量为138.63 mg/g。同时,微球具有良好的重复使用效率,重复5次后仍能达到初始吸附量的90%以上。
CO2对酰基化合物引发2-吡咯烷酮聚合的影响
陈晨, 陈涛, 赵黎明, 邱永隽
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190312001
[摘要](2229) [HTML全文](243) [PDF 942KB](7)
摘要:
探讨了酰基化合物存在下催化剂和CO2用量对2-吡咯烷酮聚合制备生物基聚氨基丁酸(PGABA)的影响。利用核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅里叶转变红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)表征了产物的化学结构、晶型以及热性能。结果表明:催化剂用量固定时,产率随CO2用量增加而降低;催化剂用量不大时,分子量随CO2的增加先提高后减小;催化剂用量较大时,CO2用量对分子量的影响不显著。不同CO2用量下增加催化剂用量,产物分子量出现极大值,而产率的变化较复杂。增加CO2用量对PGABA的晶型、熔点无影响,PGABA的热分解温度提高,热稳定性增加。
生物黏合水凝胶研究进展
林柏仲, 赵丽, 王宏伟, 朱浩鹏, 盖广清, 王立艳, 丁建勋
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190711001
[摘要](2156) [HTML全文](320) [PDF 6587KB](3)
摘要:
近年来,水凝胶在组织工程支架、伤口敷料和药物递送系统等生物医学领域得到广泛应用。其中,生物黏合水凝胶具有良好的黏合强度和优异的生物相容性等特性并且可以替代传统的手术缝合用于止血及伤口处理而备受关注。本文在已有工作的基础上系统地概述了生物黏合水凝胶的制备方法,并详细地讨论了每种水凝胶的黏合机理。此外,总结了生物黏合水凝胶在生物医学中的应用,并展望了性能优异的生物黏合水凝胶的开发思路。
刀豆球蛋白A诱导的葡聚糖纳米凝胶高层级自组装
徐源, 刘灵珊, 王灏, 窦红静
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181124001
[摘要](2691) [HTML全文](572) [PDF 1139KB](14)
摘要:
基于葡聚糖这类结构明确的水溶性多糖,以接枝聚合诱导自组装法(GISA)制备得到具有交联结构的葡聚糖纳米凝胶。在此基础上,利用刀豆球蛋白A(Con A)与葡聚糖中葡萄糖单元之间的特异性识别作用,诱导葡聚糖纳米凝胶的高层级自组装,从而制备尺度可控的Con A-葡聚糖纳米凝胶高层级自组装体。通过透射电镜、红外光谱、核磁共振光谱、等温滴定量热法等手段对高层级自组装体的粒径、结构和形貌进行表征,探讨了其高层级自组装的机理。此外,还探究了Con A以及Con A-葡聚糖纳米凝胶高层级自组装体对人肺癌细胞A549的细胞毒性。结果表明:该自组装体的尺寸同葡聚糖与Con A的质量比直接相关;游离的Con A对A549细胞具有抑制作用,且Con A在参与高层级自组装的过程中生物活性保持不变。
软段含侧链烷烃的聚氨酯/纳米TiO2杂化材料的制备
陈萍萍, 张南杰, 李忠军, 徐军, 黄胜, 芮平, 张杰
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190809001
[摘要](2120) [HTML全文](269) [PDF 1150KB](2)
摘要:
通过单硬脂酸甘油酯(GMS)与丁二酸酐反应,合成了两种结构明确的带有C-18侧链的梳状聚酯二元醇(GS)。以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,4-丁二醇(BDO)和GS为原料,合成得到了软段带有C-18侧链的端NCO聚氨酯预聚体;进一步与纳米TiO2复合制备聚氨酯/纳米TiO2的杂化材料。用NMR、FT-TR、DSC、WAXD、SEM、AFM和接触角测量仪对聚氨酯及其杂化材料的表面形貌和表面性能进行了表征,考察了侧链烷烃含量和TiO2的用量对聚氨酯及其杂化材料表面性能的影响。结果表明,聚氨酯结构中的侧链烷烃显著降低了表面能,提高了水在其表面的接触角。在聚氨酯/纳米TiO2的杂化材料中,通过调控侧链烷烃含量和TiO2的用量,可以有效调节材料的表面能,实现表面的超疏水性。
偶氮苯超支化聚合物的自组装及其光响应性
田晨, 孙柳英, 陶鑫峰, 姚远, 林绍梁
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190510001
[摘要](2330) [HTML全文](395) [PDF 745KB](8)
摘要:
采用“A2+B2B′”单体的迈克尔加成聚合方法制备了一类新型的偶氮苯超支化聚合物HPAzoAMAM。借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、动态光散射(DLS)和紫外光谱(UV-Vis )等研究了HPAzoAMAM的溶液自组装和光响应性。结果表明:所得的HPAzoAMAM能够组装成大复合胶束,且在紫外-可见光照射下,HPAzoAMAM能够发生可逆的顺反异构化行为。
聚醚醚酮/介孔硅酸钙镁复合材料表面周期性微沟槽对细胞行为的影响
韩航, RAMESKaewmanee, SYEDAsadullah, 沈学宁, 潘永康, 钱军, 王雪红, 魏杰
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190617001
[摘要](2147) [HTML全文](254) [PDF 917KB](6)
摘要:
采用飞秒激光在聚醚醚酮/介孔硅酸钙镁复合材料表面构建了不同宽度(20、40 μm和60 μm)的周期性微沟槽,考察了微沟槽宽度对大鼠骨髓间充质干细胞黏附、增殖与分化的影响。结果表明:飞秒激光在复合材料表面构建不同宽度的周期性微沟槽可以调控细胞的行为。经过飞秒激光精确而超快烧蚀,微沟槽的内表面形成了微纳结构,暴露出大量的介孔硅酸钙镁颗粒,其内表面粗糙度明显提高;随着微沟槽宽度的增加,复合材料表面的蛋白质吸附性能提高,而且明显促进了大鼠骨髓间充质干细胞响应;当微沟槽宽度为60 μm时,复合材料表面显著地促进了细胞黏附、增殖与成骨分化,并且诱导细胞沿着沟槽方向生长。
Multiple Analytes Detection Based on Gold Nanoparticles and Fluorescent Oligonucleotides in One-Pot
ZHENG Bin, HE Kewu, CHENG Sheng, DONG Huaze, YU Yongqiang, HU Jinming
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190124003
[摘要](2193) [HTML全文](348) [PDF 3242KB](10)
摘要:
Multiple analytes detection has been the main issue in the field of sensor. To achieve convenient preparation while retain the good sensitivity with little interferences, oligonucleotides (DNA) labelled by fluorescent dyes with different emission wavelengths were adopted as the sensing elements and gold nanoparticles (AuNPs) were selected as a quencher. In the presence of the target in the system, the formation of secondary structure induced by target binding onto aptamer will exclude fluorescent oligonucleotide from binding, releasing a signal-on sensor. Therefore, carboxyfluorescein (FAM) modified DNA adopted as the complementary strand for adenosine detection DNA and rhodamine (ROX) modified DNA complementary for potassium ions recognition DNA have been designed. It was observed that the detection range of adenosine was within 0−15 μmol/L with a detection limit of 387.9 nmol/L with the use of a 20 nmol/L recognition DNA, while the detection range can be enhanced to be 2−15 mmol/L with a recognition DNA concentration of 100 nmol/L. Therefore, the detection range can be simply tuned by changing the number of modified DNA on the surfaces of AuNPs. In the same way, the linear range of potassium ions was determined to be within 2−6 μmol/L and the detection limit was 1.6 μmol/L. Since the fluorescent signals of FAM and ROX present at 520 nm and 605 nm, respectively, the simultaneous detection of multiple analytes could be achieved by simply mixing and simultaneously detecting the fluorescence. The specificity of this method has also been verified using analogues controls. Adenosine could generate a signal with a strength of 5 folds higher than other structurally similar substances, while one third concentration of potassium ions of those analogues could create a signal with a strength of more than 2 folds than other similar ions.
γ-聚谷氨酸/壳聚糖纳米颗粒的制备及pH响应释放性能
任东雪, 陈鹏程, 郑璞, 徐志南, 卢松
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20181128001
[摘要](2533) [HTML全文](539) [PDF 1207KB](11)
摘要:
利用生物相容性良好的γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和壳聚糖(CS)制备表面分别带正、负电荷的pH响应性纳米颗粒,并用其包载抗生素阿莫西林。利用动态光散射仪、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射和透射电镜对载药纳米颗粒的结构和形貌进行表征,考察两种纳米载体的pH响应释放药物能力及其对细胞的毒性。研究结果表明,带负电荷的纳米颗粒显示出更好的pH响应控释药物的能力。在模拟胃部环境下,载药纳米颗粒的粒径大小稳定在200~300 nm,药物释放量仅为25%。在中性至弱碱性的肠道细胞间隙下,其粒径增大到1 μm左右,药物释放量增加到85%。此外,细胞毒性实验表明该药物载体对细胞没有毒性,载药纳米颗粒对肠道细菌的抑制效果比游离药物更好。
基于非平面稠环苝酰亚胺的全聚合物太阳能电池
洪宇文, 单通, 丁奎, 钟洪亮
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190530001
[摘要](2186) [HTML全文](333) [PDF 1004KB](10)
摘要:
将一种具有扭曲结构的稠环苝酰亚胺单元FPDI-Th作为共聚单体,合成了两个聚合物受体PPDIBT-Th和PPDIBT-Th-C6,用于全聚合物太阳能电池。研究了烷基侧链对聚合物性质和太阳能电池(OSCs)器件性能的影响。结果表明:基于两个材料的太阳能电池器件都展示了优秀的光伏性能,烷基链的引入不仅会影响分子自身的堆积,还会影响与其共混的聚合物的固态堆积。引入适量的烷基链有利于活性层的整体形貌达到一个较好的平衡状态,提升光伏器件的性能。因此,虽然PPDIBT-Th-C6自身分子间堆积变弱,但是PPDIBT-Th-C6和聚合物给体共混成膜之后,有效地保证了给体的固态堆积,最终获得了更高的光电流(12.15 mA/cm2)与光电转换效率(4.95%)。
聚肽HVLPs的制备与载药性能
王红权, 续文恒, 张朔, 姜翔宇, 李慧, 陈家琛, 蔡春华, 林嘉平
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424001
[摘要](2318) [HTML全文](334) [PDF 1341KB](7)
摘要:
通过脱苄基和酯化反应,在聚(γ-苄基L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇(PBLG-b-PEG)嵌段共聚物的PBLG嵌段侧基修饰上可光交联的肉桂酰氧基,得到聚(γ-苄基L-谷氨酸酯-co-肉桂基L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇(P(BLG/CLG)-b-PEG)嵌段共聚物。将P(BLG/CLG)-b-PEG分别与PBLG均聚物、聚苯乙烯(PS)均聚物共混自组装,制备出具有核-壳结构的棒状和球状VLPs(VLPs):其中,均聚物形成棒状或球状内核,嵌段共聚物构成外壳。利用紫外光照射交联CLG链段固定VLPs壳结构,以N,N′-二甲基甲酰胺(DMF)溶解去除均聚物内核,制备HVLPs(HVLPs)。采用扫描电镜、透射电镜表征了组装体的微观形貌。研究表明:DMF可以溶解去除球状VLPs的PS均聚物内核,制备出表面具有条纹的球状HVLPs;而棒状VLPs的PBLG均聚物内核不能被DMF溶解去除。以阿霉素(DOX)为模型药物,研究了球状HVLPs的载药性能,其对DOX的相对载药量可以达到230 %,在pH = 7.4时72 h药物累计释放量达到80 %。
耐高温无色透明聚酰亚胺的研究进展
兰中旭, 韦嘉, 俞燕蕾
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190705001
[摘要](2222) [HTML全文](379) [PDF 3743KB](15)
摘要:
聚酰亚胺(PI)以其优异的耐热稳定性、化学稳定性及介电性能,在航空航天、微电子、光电工程、液晶显示、分离膜等领域具有广泛的应用。传统PI显示棕色或棕黄色,限制了其在光电工程领域的应用。因此,近年来发展耐高温无色透明PI得到了广泛关注。本文针对近年来国内外耐高温无色透明PI的研究现状,从分子结构设计出发,总结了耐高温无色透明PI的不同制备策略,包括引入强电负性基团、脂环结构、大取代基团、不对称和刚性非共平面结构,以及可聚合的无机纳米粒子等;并讨论了分子结构对PI的热稳定性、尺寸稳定性、光学性能、溶解性等性能的影响;最后对耐高温无色透明PI的发展趋势和应用前景进行了展望。
咔唑基噻咯微孔骨架材料的合成及其气体吸附
舒格, 李昱达, 汪锋
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190810001
[摘要](2075) [HTML全文](329) [PDF 1233KB](10)
摘要:
分别以1,1-二甲基-3,4-二苯基-2,5-双(4-(9-苯基-咔唑))噻咯、1-甲基-1,3,4-三苯基-2,5-双(4-(9-苯基-咔唑))噻咯和1,1,3,4-四苯基-2,5-双(4-(9-苯基-咔唑)噻咯分子单元为前驱体,通过氧化偶联聚合,制备了3种微孔骨架材料CPDM-CzS、CPPM-CzS和CPDP-CzS。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对3种聚合物的结构和形貌进行了表征,采用氮气吸附及气体吸附(CO2吸附、H2吸附和CH4吸附)对材料的孔道性能和气体吸附性能进行了研究。结果表明:CPDM-CzS具有较高的CO2吸附能力2.1 mmol/g(113 kPa,273 K)和优良的CO2/N2选择性气体吸附性能75.22,CPPM-CzS具有较高的H2吸附能力为1.51%(质量分数)(113 kPa,77 K)。
基于聚二元羧酸异山梨醇酯二醇聚氨酯的制备与性能
曹宝仁, 许祥鸿, 王贵友
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190619002
[摘要](1920) [HTML全文](318) [PDF 1404KB](14)
摘要:
利用生物基异山梨醇(IS)和具有不同亚甲基链长的脂肪族二元酸反应制备了生物基聚二元酸异山梨醇酯二醇(PISA)。用PISA和1,4-丁二醇(BDO)与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应制备了生物基聚氨酯(PU)材料。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和差示扫描量热仪(DSC)等对PISA的结构和热性能进行了表征。利用FT-IR、DSC、动态热机械分析(DMA)、原子力显微镜(AFM)和力学性能测试等研究了PISA重复单元中亚甲基数对PU材料结构与性能的影响。结果表明,随着二元酸链长增加,PISA的玻璃化转变温度(Tg)逐渐下降、结晶性提高和黏度下降。随着PISA中重复单元中亚甲基数增加,PU的氢键作用减弱,Tg下降,储能模量、屈服强度亲水性降低,但断裂强度和断裂伸长率提高。
DNA非均匀功能化纳米粒子的可编程自组装行为
谷梦鑫, 张良顺, 林嘉平
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190429003
[摘要](2360) [HTML全文](344) [PDF 832KB](14)
摘要:
DNA非均匀功能化纳米粒子,作为一种可编程原子等价物,在多层次自组装结构领域具有重要的应用前景。本文构建DNA非均匀功能化纳米粒子的粗粒化模型,利用分子动力学模拟其自组装过程。通过计算机模拟发现,互补DNA序列间发生杂化反应,纳米粒子形成三维网络状和支化超结构;通过构建纳米粒子自组装结构的几何模型,能够正确预测纳米粒子之间的相对位置及其分布;通过调节互补的DNA功能化纳米粒子的化学计量比,显著地改变了自组装超结构和动力学。针对DNA功能化纳米粒子可编程自组装的深入研究有助于更好地调控自组装动力学,优化自组装结构。
可降解聚氨酯骨胶黏剂的研究
朱祺, 雷昆, 郑震, 王新灵, 肖海军
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190226001
[摘要](2155) [HTML全文](330) [PDF 969KB](12)
摘要:
ε-己内酯、乙交酯和DL-丙交酯为单体,丙三醇为起始剂,辛酸亚锡为催化剂,合成了不同分子量的聚酯三元醇。随后将合成的聚酯三元醇引入到聚氨酯体系中,得到聚氨酯骨胶黏剂。利用核磁共振氢谱和红外光谱表征了聚酯三元醇和聚氨酯胶黏剂的结构。利用扫描电子显微镜、万能拉力试验机、差示扫描量热分析仪及恒温震荡箱等仪器研究了不同分子量聚酯三元醇及填料的加入对胶黏剂表面形貌、压缩性能、玻璃化转变温度(Tg)、黏接强度及降解性能的影响。结果表明:PU-6C400-F组别显示出了较好的综合性能,黏接强度为0.93 MPa,压缩强度与模量分别12.5 MPa与128 MPa,该体系有望取代PMMA作为骨胶黏剂使用。
氮掺杂石墨烯的制备及其表面增强拉曼散射效应
郑楠楠, 岳玉琛, 沈永涛, 冯奕钰, 封伟
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424002
[摘要](2764) [HTML全文](558) [PDF 1149KB](10)
摘要:
为了提高氮掺杂石墨烯(NG)薄膜的氮掺杂浓度、控制掺氮类型,采取气态源与固态源相结合的方式制备了高质量的单层NG薄膜。通过调控生长时间、三聚氰胺用量(碳/氮源)、制备温度等工艺参数,研究了NG的形貌、氮掺杂浓度、掺氮类型。结果表明:NG在生长过程中存在成核、生长、成膜等过程;适宜的制备温度(990 ℃)有利于氮原子掺入到碳碳平面内;较高的温度(>1000 ℃)不利于石墨氮的生成,而有助于吡咯氮的生长;氮掺杂浓度随三聚氰胺用量的增加先升后降,最大氮掺杂浓度可达6.98 at%;在一定范围内,增加三聚氰胺的用量有利于吡啶氮的生成。此外,与石墨烯相比,NG薄膜可以将罗丹明B分子的检出限降低至10−5 mol/L。
酪蛋白热解制备多孔碳及其超级电容器性能
肖建伟, 肖谷雨
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190422001
[摘要](2297) [HTML全文](349) [PDF 1516KB](5)
摘要:
采用天然高分子酪蛋白为碳前驱体,在酸性条件下与植酸混合,植酸与前驱体酪蛋白形成了酸碱交联,经低温预碳化,再用KOH高温活化,制备了高比表面积的多孔碳材料(HPC),所得多孔碳材料的将HPC作为活性物质构建了水系超级电容器,分别采用三电极超级电容器和对称两电极超级电容器体系对其电化学性能进行了表征。结果表明,所得多孔碳材料的在三电极体系中,1 A/g电流密度下,HPC的比电容高达411 F/g;在两电极体系中,1 A/g电流密度下,HPC的比电容达235 F/g;在5 A/g电流密度下,8 000次充放电循环后,HPC的比电容仍达231 F/g。作为超级电容器电极材料,HPC的性能优于绝大多数天然高分子热解的多孔碳材料,具有优异的比电容和循环稳定性。
低带隙氮杂稠环共轭微孔聚合物用于光催化染料的降解
张杭, 王磊, 程浩, 徐航勋
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424004
[摘要](2685) [HTML全文](502) [PDF 1245KB](15)
摘要:
利用1,2,4,5-苯四胺和环己六酮单体之间缩合反应得到一种具有低带隙(1.22 eV)的氮杂稠环共轭微孔聚合物(aza-fused Conjugated Microporous Polymer,aza-CMP)。光催化降解实验证明aza-CMP可以在可见光和近红外光下进行高效光氧化反应,有效地驱动催化各种有机染料例如刚果红、罗丹明B和甲基橙的降解。对比试验表明,相比其他常见光催化剂如P25二氧化钛(P25-TiO2)、石墨相碳化氮(g-C3N4)和银负载二氧化钛(Ag-TiO2),aza-CMP具有更加高效的有机污染物光催化降解性能。此外,多次循环光催化实验表明aza-CMP在催化过程中的结构非常稳定,在多次降解循环实验后仍能保持其分子结构和高催化活性,进一步说明光催化降解有机分子染料的活性来源于光生空穴和单线态氧。最后,液相色谱-质谱联用分析清楚地验证了aza-CMP催化降解有机染料的途径。
PEG化羟甲基小白菊内酯抗肿瘤前药纳米颗粒的制备及性能
屈文豪, 杨全军, 黄平, 黄卫, 颜德岳
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424003
[摘要](2657) [HTML全文](638) [PDF 1108KB](17)
摘要:
通过酯化反应将羧基聚乙二醇单甲醚(mPEG10-COOH)与MMB进行偶联得到两亲性前药mPEG10-MMB,其化学结构通过核磁共振(NMR)和液相色谱-质谱(LC-MS)联用表征得到确认。基于mPEG10-MMB的两亲性分子结构,在水中可自组装形成纳米颗粒,其临界胶束浓度为7.7 μg/mL。动态光散射(DLS)测试结果表明:mPEG10-MMB前药纳米颗粒的粒径约为120.3 nm,且粒径分布较窄。透射电子显微镜(TEM)测试结果表明:mPEG10-MMB前药纳米颗粒呈球形,粒径约为108.5 nm。以尼罗红为荧光探针负载到mPEG10-MMB前药纳米颗粒中,采用流式细胞仪和激光共聚焦显微镜(CLSM)检测了mPEG10-MMB前药纳米颗粒进入肿瘤细胞的情况,结果表明,mPEG10-MMB前药纳米颗粒主要通过内吞方式进入HeLa肿瘤细胞。MTT结果表明,mPEG10-MMB前药纳米颗粒比游离MMB具有更好的抗肿瘤活性,但对正常细胞的毒性相对较低。
显示方式:
特约综述
手性低聚物/聚合物诱导非手性物质手性组装的研究进展
程笑笑, 缪腾飞, 殷露, 陈海玲, 刘萌, 张伟, 朱秀林
2019, 32(6): 647-659.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190329001
[摘要](2748) [HTML全文](586) [PDF 2718KB](35)
摘要:
手性低聚物/聚合物充当支架(模板)诱导非手性物质的手性组装是近年来的研究热点之一。该方法不仅克服了传统手性聚合物合成方法中使用价格昂贵的手性试剂以及复杂的合成路线等缺点,还丰富了手性物质的种类,在生命科学特别在研究手性的起源上具有较为重要的科学意义。本文主要从天然和人工合成的手性低聚物/聚合物两类支架(模板)诱导非手性物质手性组装的发展、手性支架(模板)诱导非手性聚合物和无机物手性组装的研究进展以及该方法未来的研究重点和发展趋势这几个方面展开综述。
同手性和异手性相互作用对超分子聚合物的调控作用
张莉, 樊华华, 刘鸣华
2019, 32(6): 660-670.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190527001
[摘要](2324) [HTML全文](389) [PDF 2762KB](15)
摘要:
手性是自然界的基本属性,手性分子是生命体的重要构造基元之一,对维系生命体的结构和功能具有独特作用,因此理解手性特别是超分子手性在超分子结构和功能上的作用具有重要意义。近年来,手性超分子聚合物引起了广泛的关注,有助于理解DNA、蛋白质等生物功能分子的多级次手性结构组装行为。本文从手性构造基元自组装形成手性螺旋结构出发,介绍了对映体混合物中手性相互作用(同手性作用、异手性作用)对超分子聚合物的结构、生长的调控作用,及手性基元之间的选择性对超分子聚合物的生长和功能的影响,为理解超分子体系中的手性相互作用提供了基础。
诱导手性圆偏振发光材料的研究进展
李庆祥, 梁鸿宇, 陆学民, 路庆华
2019, 32(6): 671-682.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190719001
[摘要](2445) [HTML全文](361) [PDF 3044KB](14)
摘要:
圆偏振发光(CPL)材料由于信息密度大和无视角依赖性,在加密存储、生物编码及三维显示等领域具有广泛的应用前景。超分子化学法是构筑CPL材料的主要途径,发光单元在超分子化学组装体中的手性排列是调控CPL材料性能的关键因素。本文从组装体诱导发光单元手性排列、超分子凝胶、介孔模板以及高分子诱导手性组装的角度综述了近年来CPL材料的研究进展,并对这些方法的特点进行了评述。今后,利用模板法来调控CPL材料的性能,特别是提高CPL材料的不对称因子和发光强度仍然是这一领域的重要研究方向,而高分子的可控组装为实现这一目标提供了可能。
镍配合物催化联烯活性聚合的研究进展
康舒铭, 宋雪, 周丽, 吴宗铨
2019, 32(6): 683-695.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190618001
[摘要](2708) [HTML全文](417) [PDF 2196KB](20)
摘要:
联烯因具有1,2-累积双键的独特结构,可表现出特殊的反应活性,在适当的条件下能选择性地进行1,2-或2,3-位聚合。末端连有不同取代基的联烯,聚合后连于主链的双键可进一步与其他功能基团反应,从而获得新的功能性材料。本文主要介绍了烯丙基镍配合物及聚3-己基噻吩(P3HT)两种催化体系聚合联烯的方法,并讨论了镍配合物聚合联烯时单体上的取代基、反应溶剂对聚合的影响,不同镍配合物催化剂在催化联烯活性聚合方面的应用及聚噻吩体系聚合联烯获得的聚合物的各种组装性能,以及使用烯丙基镍催化体系聚合手性联烯单体获得具有稳定结构的光学活性聚联烯等内容。
螺旋高分子孔道材料的研究进展
王莹, 陈新元, 李汶灿, 张晨阳, 董泽元
2019, 32(6): 696-704.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190612001
[摘要](2227) [HTML全文](348) [PDF 1971KB](12)
摘要:
含孔道的螺旋高分子是一类独特的高分子材料。目前已报道的含孔道的螺旋高分子种类较少,主要以氢键、静电相互作用等来诱导刚性高分子骨架以螺旋方式折叠而得到。螺旋高分子孔道的合成困难,制约了这类材料的快速发展。因此,亟待解决的是发展螺旋高分子孔道的合成方法,制备结构丰富的螺旋高分子孔道。鉴于螺旋高分子孔道的独特结构,它们在分子识别、对映体拆分、不对称催化、传感检测等领域具有重要的应用前景。本文简要概述了含孔道螺旋高分子的研究进展,重点阐述其结构特征、设计理念、结构类型以及在仿生输运功能与膜分离材料方面的应用潜力。
研究论文
基于氨基酸取代的噻咯分子的超分子组装结构的构筑
夏庆, 袁勤, Jason C Y NG, 唐本忠, 李冰石
2019, 32(6): 705-710.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190425001
[摘要](2810) [HTML全文](490) [PDF 2001KB](21)
摘要:
以原子力显微镜和朗格缪尔(LB)膜技术为主要手段,研究了带有氨基酸取代基的聚集诱导发光分子噻咯(silole,SI)在液/固界面和气/液界面的超分子组装行为。SI分子在甲苯/云母的液/固的界面、表面进行超分子组装成超螺旋纤维结构,在低表面压下分子在气/液界面则形成取向条带结构,在高表面压下,条带结构表面吸附的纳米纤维具有类似的取向,纤维彼此交错形成60°角,与云母基底的晶格结构一致。分子的氨基酸取代基诱导SI分子骨架产生螺旋构象,并在超分子组装结构中被进一步放大,分子间通过非共价键聚合成超分子螺旋纤维,而在气/液界面上分子间氢键被破坏,分子难以组装成超螺旋结构,表明多级超分子组装结构不仅与分子的化学结构相关,还受到表/界面因素的影响。
含氨基酸侧基的聚集诱导发光聚合物的合成及表征
张婉, 蔡鑫烨, 李红坤, 李永舫
2019, 32(6): 711-717.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190729002
[摘要](2457) [HTML全文](358) [PDF 1211KB](25)
摘要:
首先采用一价铜催化的炔与叠氮的点击反应合成了含有L-缬氨酸基团的二元芳基溴单体(1),然后以1和含四苯基乙烯单元的二炔单体(2)通过Sonogashira偶联聚合反应制备了一种含有手性氨基酸侧基的共轭聚合物P(TPE-Val)。通过红外吸收光谱、核磁共振谱、凝胶渗透色谱、热重分析、荧光光谱、圆二色光谱和扫描电镜对该聚合物的结构和性能进行了表征。结果表明:P(TPE-Val)在稀溶液中发光微弱而在聚集态发光强烈,表现出聚集诱导发光效应;该聚合物在聚集态具有圆二色信号,在四氢呋喃溶液中可以组装为螺旋纳米纤维。
刚性棒状手性聚硅烷诱导非手性超支化聚芴的超分子手性组装
陈海玲, 程笑笑, 缪腾飞, 刘萌, 李洁爱, 张伟, 朱秀林
2019, 32(6): 718-727.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190520002
[摘要](2316) [HTML全文](385) [PDF 2696KB](19)
摘要:
刚性棒状的手性聚硅烷具有独特的圆二色性能且易被光解,属于一种高效的手性诱导支架。为进一步验证手性聚硅烷的支架手性诱导能力,同时丰富其可手性诱导的非手性聚合物的结构种类,通过Suzuki缩聚反应合成得到了具有不同支化单元含量的超支化聚芴(HPF8s),利用刚性棒状的左手(S-)或右手(R-)手性的聚硅烷(PSi-SR))成功诱导HPF8s的手性组装,同时考察了组装条件对PSi-SR)作为手性支架诱导HPF8s手性组装行为的影响。结果表明,共溶剂的选择、良溶剂和不良溶剂的体积比、HPF8s与PSi-SR)的质量浓度比以及HPF8s的支化单元含量对于HPF8/PSi-SR)异构聚集体的手性表达均具有显著影响。此外,313 nm处的近紫外光辐照能够选择性地完全分解PSi-SR),从而获得具有圆二色活性的HPF8s均聚集体。
基于三氮唑修饰的苯并菲衍生物的超分子手性凝胶
张红莉, 程军杰, 邹纲
2019, 32(6): 728-734.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190611001
[摘要](2275) [HTML全文](348) [PDF 1936KB](10)
摘要:
通过叠氮-炔Click反应和酯化反应,合成了3种以长烷基链为臂、苯并菲为核的盘状衍生物。采用核磁共振、紫外吸收对该产物的分子结构进行了表征。讨论了溶剂极性、连接基元类型、柔性链链长等因素对苯并菲衍生物形成超分子凝胶的影响。研究表明:低极性溶剂有利于促进苯并菲衍生物形成超分子凝胶;三氮唑修饰的苯并菲衍生物形成的超分子凝胶更稳定;在三氮唑修饰的苯并菲衍生物自组装过程中引入(+)或(–)柠檬烯为手性溶剂,可成功诱导非手性苯并菲盘状衍生物形成特定光学活性的超分子手性凝胶,真空干燥除去柠檬烯后,苯并菲衍生物凝胶仍具有宏观光学活性,表现出优异的手性记忆效应。
混杂型多聚糖类手性固定相的制备及手性分离性能
毕婉莹, 朴鹤翔, 刘博, 李庚, 沈军
2019, 32(6): 735-740.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190531001
[摘要](2332) [HTML全文](375) [PDF 1861KB](17)
摘要:
运用“一锅法”合成直链淀粉-三(苯基氨基甲酸酯)(A1)、纤维素-三(苯基氨基甲酸酯)(C1)和纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)(C2)衍生物。用1H-NMR对衍生物的分子结构进行定量表征,确定其结构规整,取代完全。分别将所合成直链淀粉衍生物与纤维素衍生物以两种不同混合方式涂覆到大孔硅胶上制备混杂型手性固定相,并应用高效液相色谱法(HPLC)评价其对10种手性化合物的手性分离性能。与传统单一型手性固定相相比,所制备的混杂型手性固定相对于一些对映体表现出更优异的分离效能。
L-丙氨酸衍生物为侧链的螺旋聚苯乙炔的合成及其阴离子识别性能
朱睿琪, 孙军, 周艳丽, 周正金, 邱原, 刘旭东, 张春红
2019, 32(6): 741-746.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190607001
[摘要](2159) [HTML全文](299) [PDF 1144KB](9)
摘要:
L-丙氨酸以及具有阴离子识别功能的酰胺基引入到苯乙炔单体中,合成光学活性苯乙炔单体PAA-L-Ala。在铑系催化剂的作用下,实现PAA-L-Ala的聚合,合成光学活性聚苯乙炔衍生物PPAA-L-Ala。通过圆二色光谱、荧光光谱、紫外-可见吸收光谱及裸眼检测等手段,考察了PPAA-L-Ala对阴离子的识别性能。结果表明:聚合物主链具有动态螺旋构象。PPAA-L-Ala具有阴离子识别能力,分别通过圆二色光谱、荧光光谱实现了对AcO\begin{document}${\rm{{H_2}P{O_4}^{-}}}$\end{document}、OH和F等离子的识别;通过紫外-可见吸收光谱及裸眼检测,实现了对F及OH的有效识别。
含联苯侧链聚苯乙炔手性诱导体系中的溶剂致螺旋翻转
顾缘缘, 王曜东, 王研, 刘立佳
2019, 32(6): 747-754.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190529001
[摘要](1977) [HTML全文](352) [PDF 1060KB](12)
摘要:
合成了非光学活性的带有双羟基联苯结构的苯乙炔单体(PhDHPA),并通过非手性铑催化剂引发其配位聚合得到了非光学活性的聚苯乙炔(Poly(PhDHPA))。通过核磁共振等对所合成化合物进行了结构表征,利用凝胶渗透色谱仪测定了所得聚合物分子量和分子量分布。 在Poly(PhDHPA)的良性溶剂中分别添加手性醇及手性胺等小分子后,通过圆二色/紫外-可见光谱(CD/UV-Vis)对溶液中的聚合物螺旋结构进行了表征分析,系统考察了手性小分子、 溶剂及温度对聚合物螺旋结构诱导行为的影响。结果表明:原本非光学活性的Poly(PhDHPA),在其溶液中加入手性小分子后,其在紫外-可见光区域内表现出明显的 CD 信号,该聚合物主链被手性小分子成功诱导为单向螺旋结构。薄荷醇所诱导得到的螺旋结构具有良好的热稳定性,且在使用同一手性小分子时,聚合物在不同溶剂中可呈螺旋方向相反的诱导螺旋结构。