当期目录
2023,
36(2):
95-106. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20221017001
摘要:
离子型多孔有机聚合物（i-POP）是一种框架或孔道中具有离子位点的新型多孔有机聚合物。i-POP比表面积大且可设计性强，其理化性质和活性位点可以通过改变离子化构筑单元来调控。与中性多孔有机聚合物相比，i-POP结构中可控的离子位点和高电荷密度拓宽了多孔有机聚合物的应用范围；同时，可将孔道的限域效应、框架的特定功能与电荷性质结合，进一步增强其功能特性。近年来，非晶态i-POP的组成结构和合成方法得到较大的发展，并且在吸附与分离、催化等领域展现出重要的应用价值。
离子型多孔有机聚合物（i-POP）是一种框架或孔道中具有离子位点的新型多孔有机聚合物。i-POP比表面积大且可设计性强，其理化性质和活性位点可以通过改变离子化构筑单元来调控。与中性多孔有机聚合物相比，i-POP结构中可控的离子位点和高电荷密度拓宽了多孔有机聚合物的应用范围；同时，可将孔道的限域效应、框架的特定功能与电荷性质结合，进一步增强其功能特性。近年来，非晶态i-POP的组成结构和合成方法得到较大的发展，并且在吸附与分离、催化等领域展现出重要的应用价值。
2023,
36(2):
107-116. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20221107001
摘要:
基于丝素蛋白（SF）和有限元分析方法，开发了一种强韧支架用丝素蛋白基生物墨水及其3D打印支架压缩性能模拟软件。表征了墨水的可打印性及对应水凝胶和3D打印支架的力学性能，评估了相关打印支架的细胞相容性。基于所述丝素蛋白基生物墨水，设计并制备了不同高度和孔隙率的3D打印支架，利用所开发软件和电子万能材料试验机对打印支架的压缩性能进行了模拟预测和实测对比。结果表明：该墨水可打印性佳，对应支架强度高韧性好、细胞相容性好。所开发软件操作简便，具有3D打印支架建模、模型压缩力学性能预测以及指导3D打印支架快速制备等功能。
基于丝素蛋白（SF）和有限元分析方法，开发了一种强韧支架用丝素蛋白基生物墨水及其3D打印支架压缩性能模拟软件。表征了墨水的可打印性及对应水凝胶和3D打印支架的力学性能，评估了相关打印支架的细胞相容性。基于所述丝素蛋白基生物墨水，设计并制备了不同高度和孔隙率的3D打印支架，利用所开发软件和电子万能材料试验机对打印支架的压缩性能进行了模拟预测和实测对比。结果表明：该墨水可打印性佳，对应支架强度高韧性好、细胞相容性好。所开发软件操作简便，具有3D打印支架建模、模型压缩力学性能预测以及指导3D打印支架快速制备等功能。
2023,
36(2):
117-125. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20221203001
摘要:
采用快速提拉法制备出SiO2结构色薄膜，将其嵌入到聚二甲基硅氧烷（PDMS）中，然后将掺杂聚多巴胺（PDA）的PDMS（PDMS-PDA）涂覆在SiO2结构色薄膜表面制备了PDMS/SiO2/PDMS-PDA光子弹性体薄膜。采用扫描电子显微镜、纳米激光粒度仪、分光光度计、光纤光谱仪、拉力机和手机相机对SiO2结构色薄膜的微观结构和光学性能以及PDMS/SiO2/PDMS-PDA薄膜的力致变色性能和力学性能进行了表征。结果表明：SiO2结构色薄膜为短程有序的非晶光子晶体薄膜，其结构色在漫射光下无角度依赖性，在直射光下有角度依赖性。通过表面涂覆黑色PDMS-PDA层，有效提高了光子弹性体薄膜在拉伸过程中结构色的饱和度，当应变为20%时，薄膜出现明显的结构色，并随着应变的增加反射峰位置不断蓝移。该薄膜具有较好的力学性能，其断裂伸长率达140%。
采用快速提拉法制备出SiO2结构色薄膜，将其嵌入到聚二甲基硅氧烷（PDMS）中，然后将掺杂聚多巴胺（PDA）的PDMS（PDMS-PDA）涂覆在SiO2结构色薄膜表面制备了PDMS/SiO2/PDMS-PDA光子弹性体薄膜。采用扫描电子显微镜、纳米激光粒度仪、分光光度计、光纤光谱仪、拉力机和手机相机对SiO2结构色薄膜的微观结构和光学性能以及PDMS/SiO2/PDMS-PDA薄膜的力致变色性能和力学性能进行了表征。结果表明：SiO2结构色薄膜为短程有序的非晶光子晶体薄膜，其结构色在漫射光下无角度依赖性，在直射光下有角度依赖性。通过表面涂覆黑色PDMS-PDA层，有效提高了光子弹性体薄膜在拉伸过程中结构色的饱和度，当应变为20%时，薄膜出现明显的结构色，并随着应变的增加反射峰位置不断蓝移。该薄膜具有较好的力学性能，其断裂伸长率达140%。
2023,
36(2):
126-135. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20221225001
摘要:
选用N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)与N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸(ACP)为单体，通过自由基共聚，制备由氢键和化学交联双网络构筑的P(ACGx-ACPy)水凝胶。通过调节ACG和ACP的组分比，对聚合物分子间作用力与凝胶的综合性能进行调控。分别利用搭接剪切和拉伸测试方法对水凝胶的黏合性能进行测试。结果显示：当水凝胶中n（ACG）∶n（ACP）=1∶1时，其黏合性能最好，对猪皮的最大湿黏合强度可达到80.2 kPa；同时，水凝胶的最高压缩强度最高可达2.2 MPa；细胞毒性试验显示水凝胶的生物相容性良好。
选用N-丙烯酰基甘氨酸(ACG)与N-丙烯酰基-L-苯丙氨酸(ACP)为单体，通过自由基共聚，制备由氢键和化学交联双网络构筑的P(ACGx-ACPy)水凝胶。通过调节ACG和ACP的组分比，对聚合物分子间作用力与凝胶的综合性能进行调控。分别利用搭接剪切和拉伸测试方法对水凝胶的黏合性能进行测试。结果显示：当水凝胶中n（ACG）∶n（ACP）=1∶1时，其黏合性能最好，对猪皮的最大湿黏合强度可达到80.2 kPa；同时，水凝胶的最高压缩强度最高可达2.2 MPa；细胞毒性试验显示水凝胶的生物相容性良好。
2023,
36(2):
136-145. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220922001
摘要:
以聚乙烯醇（PVA）和羧甲基纤维素钠（Na-CMC）为原料，以丙三醇（GL）水溶液为溶剂，利用循环冻融法制备一种负载石榴皮提取物（PPE）的水凝胶。对水凝胶的化学结构、透光率、抗干燥性、溶胀性、拉伸性能、体外药物释放、抗氧化性及抗菌性进行了研究。结果表明，制备的水凝胶具备较好的抗干燥性，室温下放置72 h仍能保持完整。PPE的加入使水凝胶的透光率降低，溶胀性、拉伸性提高，同时使水凝胶具备良好的抗菌性和抗氧化性。经测试水凝胶中PPE的累计释放率最高可达（67.47±3.75）%，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌均具有较好的抑菌性，抑菌圈最大分别为（18.78±0.26）mm、（15.11±0.23）mm，对1,1-二苯基-2-苦肼基（DPPH）的清除率最高可达（93.65±2.27）%。
以聚乙烯醇（PVA）和羧甲基纤维素钠（Na-CMC）为原料，以丙三醇（GL）水溶液为溶剂，利用循环冻融法制备一种负载石榴皮提取物（PPE）的水凝胶。对水凝胶的化学结构、透光率、抗干燥性、溶胀性、拉伸性能、体外药物释放、抗氧化性及抗菌性进行了研究。结果表明，制备的水凝胶具备较好的抗干燥性，室温下放置72 h仍能保持完整。PPE的加入使水凝胶的透光率降低，溶胀性、拉伸性提高，同时使水凝胶具备良好的抗菌性和抗氧化性。经测试水凝胶中PPE的累计释放率最高可达（67.47±3.75）%，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌均具有较好的抑菌性，抑菌圈最大分别为（18.78±0.26）mm、（15.11±0.23）mm，对1,1-二苯基-2-苦肼基（DPPH）的清除率最高可达（93.65±2.27）%。
2023,
36(2):
146-152. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220922003
摘要:
在有机二阶非线性光学聚合物聚甲基丙烯酸甲酯侧链中引入可交联的蒽基团，合成含蒽基团的甲基丙烯酸甲酯类聚合物。采用紫外-可见光谱法明确蒽基团在薄膜中的光交联时间，利用蒽基团在光照条件下的可控[4+4]环加成交联反应提高聚合物的取向稳定性。差示扫描量热法（DSC）研究结果表明交联反应后聚合物薄膜的玻璃化转变温度提高了约10 ℃。聚合物在60 ℃条件下加热220 h后电光系数仍可保持原来的90%左右，交联后的二阶非线性聚合物的取向稳定性明显提升。
在有机二阶非线性光学聚合物聚甲基丙烯酸甲酯侧链中引入可交联的蒽基团，合成含蒽基团的甲基丙烯酸甲酯类聚合物。采用紫外-可见光谱法明确蒽基团在薄膜中的光交联时间，利用蒽基团在光照条件下的可控[4+4]环加成交联反应提高聚合物的取向稳定性。差示扫描量热法（DSC）研究结果表明交联反应后聚合物薄膜的玻璃化转变温度提高了约10 ℃。聚合物在60 ℃条件下加热220 h后电光系数仍可保持原来的90%左右，交联后的二阶非线性聚合物的取向稳定性明显提升。
2023,
36(2):
153-159. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220926001
摘要:
以1,6-二溴己烷、氰基联苯酚和N-甲基咪唑为主要原料，合成含有咪唑基团的联苯类液晶（CbP）。以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐（AMIM•Cl）为溶剂，将木浆纤维素（WPC）与CbP共混得到铸膜液，再通过浸渍沉淀相转化技术将铸膜液制成纤维素液晶膜（WPC/CbP）。采用哈克流变仪对溶液性能进行表征，用傅里叶红外光谱（FT-IR）、X-射线光电子能谱（XPS）、差示扫描量热（DSC）等对膜结构和性能进行表征。结果表明，CbP的引入改变了纤维素分子内及分子间的氢键作用，提高了纤维素膜的热稳定性。当CbP在铸膜液中的质量分数为3%时，溶液黏度最低。与纯纤维素膜相比，此WPC/CbP膜的拉伸强度提高了27.56%，紫外光透光率降低了35%左右。
以1,6-二溴己烷、氰基联苯酚和N-甲基咪唑为主要原料，合成含有咪唑基团的联苯类液晶（CbP）。以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐（AMIM•Cl）为溶剂，将木浆纤维素（WPC）与CbP共混得到铸膜液，再通过浸渍沉淀相转化技术将铸膜液制成纤维素液晶膜（WPC/CbP）。采用哈克流变仪对溶液性能进行表征，用傅里叶红外光谱（FT-IR）、X-射线光电子能谱（XPS）、差示扫描量热（DSC）等对膜结构和性能进行表征。结果表明，CbP的引入改变了纤维素分子内及分子间的氢键作用，提高了纤维素膜的热稳定性。当CbP在铸膜液中的质量分数为3%时，溶液黏度最低。与纯纤维素膜相比，此WPC/CbP膜的拉伸强度提高了27.56%，紫外光透光率降低了35%左右。
2023,
36(2):
160-169. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20220520001
摘要:
通过溶液静电纺丝法制备了聚己内酯/聚丁内酰胺（PCL/PBL）电纺纤维膜。采用扫描电子显微镜（SEM）、水相接触角测量仪、原子力显微镜（AFM）、能谱仪（EDS）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、热重分析仪（TGA）、差示扫描量热仪（DSC）、电子万能拉力机对PCL/PBL电纺纤维的形貌、亲疏水性、结晶性能、热性能及力学性能进行了研究。结果表明，随着PBL含量的增加，纤维直径增大、分布变窄，且纤维膜的亲水性明显改善；PCL与PBL有一定相容性，PCL/PBL电纺纤维膜的结晶度高于PCL或PBL均聚物电纺纤维膜，并随PBL含量增加而提高；PCL/PBL电纺纤维膜中PCL熔点随PBL含量增加而略有增加，PBL组分的熔点则基本不变。两组分的结晶温度和纤维膜热稳定性均随PBL含量增加而降低。PBL的加入使电纺纤维膜的力学性能明显提高。
通过溶液静电纺丝法制备了聚己内酯/聚丁内酰胺（PCL/PBL）电纺纤维膜。采用扫描电子显微镜（SEM）、水相接触角测量仪、原子力显微镜（AFM）、能谱仪（EDS）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、热重分析仪（TGA）、差示扫描量热仪（DSC）、电子万能拉力机对PCL/PBL电纺纤维的形貌、亲疏水性、结晶性能、热性能及力学性能进行了研究。结果表明，随着PBL含量的增加，纤维直径增大、分布变窄，且纤维膜的亲水性明显改善；PCL与PBL有一定相容性，PCL/PBL电纺纤维膜的结晶度高于PCL或PBL均聚物电纺纤维膜，并随PBL含量增加而提高；PCL/PBL电纺纤维膜中PCL熔点随PBL含量增加而略有增加，PBL组分的熔点则基本不变。两组分的结晶温度和纤维膜热稳定性均随PBL含量增加而降低。PBL的加入使电纺纤维膜的力学性能明显提高。
2023,
36(2):
170-177. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20221025001
摘要:
以鞣花酸（ELA）改性氧化石墨烯（EGO）作为“砖”、聚氨酯（PU）作为“泥”，并引入非共价键，通过蒸发诱导自组装制备了可修复仿珍珠层复合材料（PU-EGO）。利用红外光谱、电位分析仪、X射线衍射仪等对EGO结构进行表征，通过万能试验机对PU-EGO的力学性能进行测试。结果表明：ELA吸附于GO表面，且当PU与EGO质量比为3∶1时，PU-EGO的拉伸强度和韧性分别达到111.2 MPa和81.5 MJ/m3（相比PU分别提高了9.6倍和1.8倍）。此外，所制备的材料还具备良好的自修复性和重复加工性能。
以鞣花酸（ELA）改性氧化石墨烯（EGO）作为“砖”、聚氨酯（PU）作为“泥”，并引入非共价键，通过蒸发诱导自组装制备了可修复仿珍珠层复合材料（PU-EGO）。利用红外光谱、电位分析仪、X射线衍射仪等对EGO结构进行表征，通过万能试验机对PU-EGO的力学性能进行测试。结果表明：ELA吸附于GO表面，且当PU与EGO质量比为3∶1时，PU-EGO的拉伸强度和韧性分别达到111.2 MPa和81.5 MJ/m3（相比PU分别提高了9.6倍和1.8倍）。此外，所制备的材料还具备良好的自修复性和重复加工性能。
2023,
36(2):
178-184. doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20221103001
摘要:
以明胶（Gel）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为单体，以甲基丙烯酰化明胶（GelMA）为交联剂，通过光聚合法及Hofmeister效应制备出一种双网络（DN）水凝胶，光照结束后，将DN水凝胶浸泡到高浓度Na2SO4溶液中，得到DN/SO42−水凝胶。采用万能材料试验机测试水凝胶的力学性能，采用MTT法对水凝胶的生物相容性进行表征。结果表明：当Gel质量分数为 20%，HEMA质量分数为 40%，GelMA质量分数为10%时，水凝胶的拉伸强度最高可达0.94 MPa，断裂伸长率为496%。水凝胶网络中的分子链在高浓度Na2SO4溶液中收缩，在低浓度Na2SO4溶液中舒展，赋予水凝胶离子刺激响应的形状记忆性。此外，该水凝胶还具备生物可降解性和良好的生物相容性。
以明胶（Gel）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为单体，以甲基丙烯酰化明胶（GelMA）为交联剂，通过光聚合法及Hofmeister效应制备出一种双网络（DN）水凝胶，光照结束后，将DN水凝胶浸泡到高浓度Na2SO4溶液中，得到DN/SO42−水凝胶。采用万能材料试验机测试水凝胶的力学性能，采用MTT法对水凝胶的生物相容性进行表征。结果表明：当Gel质量分数为 20%，HEMA质量分数为 40%，GelMA质量分数为10%时，水凝胶的拉伸强度最高可达0.94 MPa，断裂伸长率为496%。水凝胶网络中的分子链在高浓度Na2SO4溶液中收缩，在低浓度Na2SO4溶液中舒展，赋予水凝胶离子刺激响应的形状记忆性。此外，该水凝胶还具备生物可降解性和良好的生物相容性。
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