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  • ISSN 1008-9357
  • CN 31-1633/O6

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2020年  33卷  第3期

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研究亮点
原位可控构筑多层次超分子手性聚合物组装体
宛新华
2020, 33(3): 207-209. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200415002
摘要:
多层次超分子手性结构的高效可控构筑是手性材料研究和应用领域的一个关键问题,面临诸多挑战。近来,苏州大学张伟教授团队基于偶氮苯聚合物的疏溶剂性和液晶性提出了一种原位可控制备多层次超分子手性聚合物组装体的策略—聚合诱导手性自组装,在偶氮苯单体聚合的同时实现多层次和不同尺度的超分子自组装和手性传递。该策略克服了传统高分子溶液自组装繁琐耗时的缺点,易于结构调控和规模制备。
特约综述
基于相转化全过程的聚合物微孔膜功能化研究进展
李田田, 刘富
2020, 33(3): 210-225. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190712002
摘要:
传统的相转化过程主要通过相分离的热力学及动力学因素对聚合物膜的微孔结构进行调控,该过程是一个典型的物理过程,不涉及膜的表/界面功能调控。微孔膜的表/界面功能如抗污染性能、抗菌性能和抗凝血性能等对于分离性能具有重要影响。本文提出了基于相转化全过程赋予聚合物微孔膜表/界面特定化学功能的方法,即“化学相转化”,其本质是围绕相转化全过程控制功能分子在膜及微孔表面的迁移路径及固定方式,实现了膜的表/界面功能化。总结了通过“化学相转化”进行聚合物微孔膜的表/界面功能化策略,根据功能分子迁移路径可分为:基于铸膜液的由内而外(Inside-out)迁移及原位交联功能化策略、基于凝固浴的由外而内(Outside-in)迁移及离域交联功能化策略、基于微孔膜的自上而下(Top-down)迁移及界面交联功能化策略,从而实现了聚合物微孔膜的表/界面功能化改性及其在水处理、油水分离和血液净化等方面的应用。“化学相转化”理论为高性能、多功能聚合物微孔膜的制备及其分离应用提供了新的研究思路。功能分子的引入也会对相转化过程产生影响,从而影响膜的微孔结构,本课题组将从微孔结构调控和表/界面功能化这两个方面完善“化学相转化”理论。
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
2020, 33(3): 226-244. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190628001
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。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。
研究论文
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
2020, 33(3): 245-252. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424001
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仿病毒粒子(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,制备中空仿病毒粒子(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%。
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
2020, 33(3): 253-261. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190530001
摘要:
将一种具有扭曲结构的稠环苝酰亚胺单元(FPDI-Th)和二氟苯并噻二唑(DFBT)作为单体,并在两者之间插入带有不同烷基侧链的噻吩作为桥接单元,合成了两种新的聚合物受体PPDIBT-Th与PPDIBT-Th-C6,并将其用于全聚合物太阳能电池器件。研究了烷基侧链对聚合物性质和有机太阳能电池(OSCs)器件性能的影响。结果表明:基于这两种聚合物的OSCs器件都展示了优异的光伏性能,烷基侧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。引入适量的烷基侧链有利于活性层的整体形貌达到较好的平衡状态,提升光伏器件的性能。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,有效保证了给体的固态堆积,最终获得了更大的光电流(12.15 mA/cm2)与光电转换效率(4.95%)。
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
2020, 33(3): 262-268. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424002
摘要:
为了提高氮掺杂石墨烯(NG)薄膜的氮掺杂浓度(氮原子质量分数)并控制掺氮类型,通过化学气相沉积法,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薄膜的形貌、氮掺杂浓度、掺氮类型。结果表明:NG薄膜在生长过程中包括成核、生长、成膜等;适宜的制备温度(990 ℃)有利于氮原子掺入到碳碳平面内;高温(超过1 000 ℃)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%;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。
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
2020, 33(3): 269-274. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190429003
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。构建了DNA非均匀功能化纳米粒子的粗粒化模型,并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行为。
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
2020, 33(3): 275-283. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190424003
摘要:
通过酯化反应将羧基聚乙二醇单甲醚(mPEG10-COOH)与羟甲基小白菊内酯(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。mPEG10-MMB的两亲性分子结构使其在水中可自组装形成纳米颗粒,其临界胶束质量浓度为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宫颈癌肿瘤细胞。MTT评估结果表明,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。
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
2020, 33(3): 284-289. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190510001
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-可见吸收光谱(UV-Vis)等研究了HPAzoAMAM在水溶液中的自组装形貌和光响应性。结果表明:所得HPAzoAMAM能够组装成大复合胶束,且在紫外-可见光照射下,该聚合物能够发生可逆的顺反异构。
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
2020, 33(3): 290-296. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190312001
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。
电泳沉积技术制备海藻酸钙-纳米铜复合抗菌膜
雷雨, 屈雪
2020, 33(3): 297-304. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190415002
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。使用小鼠成纤维细胞(L929)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,当纳米铜的质量浓度小于0.4 mg/mL时,细胞存活率大于80%,能够兼顾高效的杀菌活性和良好的生物相容性。
双重动态化学键交联水凝胶的制备及性能
童艳萍, 肖艳
2020, 33(3): 305-312. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20190430002
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)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。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。