快速膜乳化技术制备均一小粒径复合多糖微球及其色谱性能评价

采用快速膜乳化技术制备均一小粒径复合多糖微球,重点探究膜乳化工艺关键参数和微球固化冷却工艺等对微球形貌、粒径及其分布的影响,以及制备工艺对微球耐压性能的影响,在此基础上制备粒径均一、耐压性能良好的小粒径复合多糖微球。色谱研究表明,该均一小粒径复合多糖微球具有较高的色谱分离度,在高分辨率色谱领域具有良好的应用前景。     

单分散聚合物微球的制备及应用

单分散聚合物微球是一类新型的高聚物材料,其制备方法多样且应用广泛。本文主要介绍了单分散聚合物微球常用的制备方法及其应用。单分散聚合物微球因具有粒径均一、表面可修饰等特点,在药物载体、生物分离、光子晶体等许多领域有着广泛的应用,引起国内外学者越来越多的关注。     

微球材料尺寸和结构控制的过程工程

微球材料的粒径均一性和结构可控性直接影响其应用效果,这对过程工程提出了挑战。在发展微孔膜乳化过程制备均一乳液和微球的基础上,对均一乳液的形成机理进行了研究,通过对液滴形成过程的控制,在油/水、水/油、水/油/水等体系成功制备出了均一微球。通过发展微球结构演变过程的定量研究方法,成功对微球结构进行了调控;针对生化工程对超大孔微球的重要需求,发展了超大孔微球制备方法,实现了孔径在100 nm到微米级的调控。研究了粒径均一性和结构对其应用效果的影响。微球应用于生物分离介质时,粒径均一性提高了蛋白质的分离度;超大孔微球可使超大生物分子快速进入介质内部,显著提高纯化回收率。微球应用于胰岛素口服药物载体时,粒径对其在消化道的分布有显著影响,中空-多孔微球显示了最佳的降血糖效果。     

微球材料尺寸和结构控制的过程工程

微球材料的粒径均一性和结构可控性直接影响其应用效果,这对过程工程提出了挑战。在发展微孔膜乳化过程制备均一乳液和微球的基础上,对均一乳液的形成机理进行了研究,通过对液滴形成过程的控制,在油/水、水/油、水/油/水等体系成功制备出了均一微球。通过发展微球结构演变过程的定量研究方法,成功对微球结构进行了调控;针对生化工程对超大孔微球的重要需求,发展了超大孔微球制备方法,实现了孔径在100 nm到微米级的调控。研究了粒径均一性和结构对其应用效果的影响。微球应用于生物分离介质时,粒径均一性提高了蛋白质的分离度;超大孔微球可使超大生物分子快速进入介质内部,显著提高纯化回收率。微球应用于胰岛素口服药物载体时,粒径对其在消化道的分布有显著影响,中空-多孔微球显示了最佳的降血糖效果。     

膜乳化法原理及其制备单分散高分子微球的进展

介绍了膜乳化法的原理及其影响因素,由膜乳化法制备的单分散高分子微球具备粒径均一、分布可控等特点;综述了由膜乳化法制备的单分散高分子微球在化妆品、生物医药、化工等相关领域的应用研究进展.     

无皂乳液聚合法合成聚苯乙烯微球的研究

选用无皂乳液聚合法合成了聚苯乙烯微球乳液,并对无皂乳液聚合的最新研究动态及应用进行了介绍和总结。为了得到制备单分散微球的有利反应条件,本文研究了无皂乳液聚合体系中反应温度、单体用量、引发剂用量、反应时间等因素对聚苯乙烯微球的粒径及粒径分布的影响,同时通过透射电子显微镜(TEM)对聚苯乙烯微球进行了表征分析。实验结果表明:无皂乳液聚合法可以制备出大小均一、单分散性好的PS微球乳液;反应温度在80~95℃范围内时,温度升高,微球粒径减小,且粒径范围在300~500 nm之间;改变单体用量可以制备粒径大小不同的聚苯乙烯微球乳液;改变引发剂用量也是制备不同粒径微球的一种有效途径;延长反应聚合时间,主要是为了提高转化率,而对微球的聚合度基本没有影响。     

尺寸均一微球制剂的研究进展

微球制剂是新型的给药系统,其粒径均一性非常重要,不仅影响产品批次间制备重复性,还会影响应用效果。因此,尺寸均一、可控的微球产品是医药制剂的关键核心。本团队成功发展了微孔膜乳化技术,20年来在粒径均一、尺寸可控微球的制备和应用方面进行了系统性研究。均一的微球制剂的优势有：绿色环保、降低成本,利于规模放大,批次间重复性好,利于研究构效关系。本团队制备的均一载药微球已成功应用于缓释制剂、疫苗递送及恶性肿瘤治疗中。     

微米级单分散聚苯乙烯微球的研究进展

综述了近年微米级单分散聚苯乙烯(PS)微球的研究状况和技术进展,重点讨论了反应单体、引发剂、分散剂、反应介质等对微球粒径及粒径分布的影响,并对PS微球的制备方法进行了介绍。最后对今后PS微球的发展趋势及应用前景进行了分析和展望。     

天然纤维素微球的高压静电喷雾法制备及喷雾模式研究

以天然纤维素的碱/尿素/水溶液为原料,通过高压静电喷雾法制备了再生纤维素微球。研究发现施加电压会引起静电喷雾模式的转换并会影响相应微球的粒径和粒径分布;不同接收区域接受的微球的平均粒径存在一定差异,表明不同区域的电场对不同粒径的微球产品有一定的筛分作用。通过调控喷雾模式和选择接收区域可以得到粒径均一的纤维素微球产品。当电压在10 kV时,液滴喷射状态呈现稳定的"Cone-jet"模式,纤维素微球粒径均一,平均粒径为111μm,中心区域和边缘区域接收的微球平均粒径接近,是制备均一再生纤维素微球的理想静电喷雾模式。     

苯乙烯-对氯甲基苯乙烯共聚物胶乳微球的制备及表征

以苯乙烯（St）和对氯甲基苯乙烯（VBC）为共聚单体,过硫酸钾（KPS）为引发剂,十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为乳化剂,采用乳液聚合法制备了富含氯甲基的苯乙烯-对氯甲基苯乙烯共聚物功能微球。采用红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、激光粒度仪和X射线光电子能谱（XPS）对样品进行表征,研究了乳化剂用量、单体用量、引发剂用量、反应时间、反应温度等因素对微球粒径、乳液转化率的影响。结果表明,产物微球粒径均一,表面光滑、富含氯甲基功能基团,采用此方法可以制备粒径在100～250 nm的功能高分子微球。     

碳微球的研究进展

从碳微球的制备方法着手,综述了各方法的制备原理、原料、影响因素以及所得碳微球的结构性能和形貌特征,并归纳了各方法的优缺点,得出了溶剂热法、化学气相沉积法和模板法3种相对有效的制备方法,由于溶剂热法的突出优点,在碳微球的多种制备方法中优势凸显,将成为未来制备碳微球的主要方法。详细评述了不同结构和性能的碳微球在各个领域的应用,深入开发碳微球的性能和拓展其应用领域将会成为今后的研究重点;进一步讨论了碳微球的结构对其性质和应用的影响,通过设计碳微球的结构来改变其性质,是碳微球制备研究领域未来的发展方向。     

微流控技术可控制备异形微颗粒功能材料的研究进展

异形功能性微颗粒由于具有独特的散射、流变和凝结等特性,被广泛应用于工业和临床医学等领域。微流控技术作为一种新兴的微流体操控技术,能够连续可控地制备尺寸均一、结构和功能多样化的微尺度材料。近年来,利用微流控技术制备异形功能微颗粒成为研究热点。主要综述了利用微流控技术制备多面体结构、棒条状、子弹形、多腔室结构、孔-壳形和螺旋形微颗粒功能材料的研究新进展,重点介绍了基于微流控通道的尺寸和形状的限制作用、基于微流控构建层流模板的可控光刻蚀、基于表面活性剂的种类或含量辅助诱导多重乳液反浸润过程和对利用微流控技术制备的单分散液滴进行二次操作制备异形微颗粒功能材料等方面的研究现状。     

功能化层状硅酸镍在磁、电及催化领域的应用

二维纳米材料层状硅酸镍（Ni-PS）具有片层结构规则有序、比表面积高和层间性能可调等优点,作为功能材料在磁、电及催化等领域具有广泛的应用前景。本文在综述了Ni-PS的合成机理和制备方法的基础上,介绍了引入有机Si源、利用金属离子（或氧化物）进行掺杂、合成纳米管以及与碳基材料进行复合等手段来调控Ni-PS的结构和性能,详细阐述了Ni-PS或作为前体在制备高质量金属纳米粒子、电极材料、磁性载体和重金属离子吸附剂等方面的应用,着重指出Ni-PS的独特层状结构能够在还原过程中限制金属扩散和保护纳米粒子不被氧化和烧结长大,可用于制备新型高效Ni基催化剂,被广泛应用于制合成气、催化制氢/加氢及分子链催化重构等。最后,提出了Ni-PS在材料领域的发展方向和建议：深入研究Ni-PS的合成技术和改性方法,制备高性能、多功能Ni-PS及复合材料,进一步拓展其在功能材料和工程材料领域的应用。     

微流控液滴模板法可控构建功能微颗粒材料

功能微颗粒材料因其微型化和多功能化等优点而在诸多领域具有广泛的应用。微流控技术作为一种崭新的材料制备技术平台,在可控构建功能微颗粒方面展现出了传统制备技术所不具备的独特创造性和优越性。综述了近年来基于微流控液滴模板来可控构建面向化工、医药、储能、环境等领域的多样化功能微颗粒材料的研究新进展。重点介绍了如何基于微流控乳液液滴模板的结构组分设计来理性设计和可控构建多孔结构球形微颗粒、腔室结构球形微颗粒、多样化结构非球形微颗粒等功能微颗粒材料,探讨了基于微颗粒的微观结构和化学组成的耦合来构筑其独特功能特性的设计策略,展望了微流控技术在可控构建新型功能微颗粒材料方面的未来发展趋势。     

微流控法可控构建微尺度功能材料

微尺度功能材料的功能取决于材料结构和组分的精确协同匹配,但如何实现微尺度空间上多样化材料结构的精确调控和功能组分的精确协同定位仍是一大挑战。本文综述了微流控法可控构建新型微尺度功能材料的研究新进展,重点介绍了基于微流控制备的微尺度相界面体系中材料结构和组分的精确协同匹配来设计构建具有独特结构和功能的微尺度功能材料的新策略。首先介绍了以液滴状和液流状微尺度相界面体系为模板,分别可控构建具有多样化结构的功能微颗粒和微纤维的进展;然后介绍了以微通道受限空间内微尺度相界面体系为模板、原位可控构建微通道膜和功能微阀的进展。今后研究应关注于微尺度相界面体系的结构扩展创新及其规模化制备技术。     

Life cycle assessment of functional materials and devices: Opportunities,challenges, and current and future trends

Functional ceramics such as piezoelectrics, thermoelectrics, magnetic materials, ionic conductors, and semiconductors are opening new frontiers that underpin numerous aspects of modern life. This widespread usage comes with a responsibility to understand what impact their mass production has on the environment. Life-cycle assessment (LCA) is a tool employed for the identification of sustainable materials pathways through the consideration of environmental burdens of materials both during fabrication and as a final product. Although the LCA technique has been widely used for the evaluation of environmental impacts in numerous product supply chains, its application for environmental profiling of functional ceramics is now gaining attention. This paper presents a review of current developments in LCA, including existing and emerging applications with emphasis on the development and fabrication of functional materials and devices (FM&D). Selected published works on LCA of functional ceramics are discussed, highlighting the importance of adopting LCA at the design stage and/or at laboratory stage before expensive investments and resources are committed. Drawing from the extant literature, we show that the integration of environmental and sustainability principles into the overall process of FM&D manufacturing, in a way that anticipates foreseeable harmful consequences while identifying opportunities for improvement, can aid the timely communications of key findings to functional materials developers. This guides the orientation of research, development and deployment, and provides insights toward the prioritization of research activities while potentially averting unintended consequences. It is intended that the review presented will encourage the materials science community to engage with LCA to address important materials design, substitution, and optimization needs.     

酚醛树脂基炭微球结构调控与功能化制备研究进展

炭微球具有化学稳定性好、电导率优良、比表面积大、孔结构丰富等优点,在吸附、催化等领域具有广阔的应用前景,引起了研究人员的广泛关注。酚醛基炭微球以酚醛树脂为前体,经高温炭化制备而成,这种制备方法工艺简单、对设备要求低、产率高,而且通过调整反应物和反应条件可实现对炭微球结构和功能性的精细调控,从而更好地满足实际应用的需求。概述了酚醛基炭微球的最新研究进展,分为小粒径炭微球制备、多孔炭微球制备和功能化炭微球制备三个方面,并介绍了酚醛基炭微球在储能、吸附和电催化领域的应用,最后对其未来发展方向进行了展望。     

酚醛树脂基炭微球结构调控与功能化制备研究进展

炭微球具有化学稳定性好、电导率优良、比表面积大、孔结构丰富等优点,在吸附、催化等领域具有广阔的应用前景,引起了研究人员的广泛关注。酚醛基炭微球以酚醛树脂为前体,经高温炭化制备而成,这种制备方法工艺简单、对设备要求低、产率高,而且通过调整反应物和反应条件可实现对炭微球结构和功能性的精细调控,从而更好地满足实际应用的需求。概述了酚醛基炭微球的最新研究进展,分为小粒径炭微球制备、多孔炭微球制备和功能化炭微球制备三个方面,并介绍了酚醛基炭微球在储能、吸附和电催化领域的应用,最后对其未来发展方向进行了展望。     

Magnetic spherical cores partly coated with periodic mesoporous organosilica single crystals

Core-shell structured materials are of special significance in various applications. Until now, most reported core-shell structures have polycrystalline or amorphous coatings as their shell layers, with popular morphologies of microspheres or quasi-spheres. However, the single crystals, either mesoscale or atomic ones, are still rarely reported as shell layers. If single crystals can be coated on core materials, it would result in a range of new type core-shell structures with various morphologies, and probably more potential applications. In this work, we demonstrate that periodic mesoporous organosilica (PMO) single crystals can partly grow on magnetic microspheres to form incomplete Fe(3)O(4)@nSiO(2)@PMO core-shell materials in aqueous solution, which indeed is the first illustration that mesoporous single-crystal materials can be used as shell layers for preparation of core-shell materials. The achieved materials have advantages of high specific surface areas, good magnetic responses, embedded functional groups and cubic mesopore channels, which might provide them with various application conveniences. We suppose the partial growth is largely decided by the competition between growing tendency of single crystals and the resistances to this tendency. In principle, other single crystals, including a range of atomic single crystals, such as zeolites, are able to be developed into such core-shell structures.     

微流控法构建微尺度相界面及制备新型功能材料研究进展

微流控技术由于具有优异的流体微尺度相界面调控能力,是实现微结构精确可控的新型功能材料的设计制备与性能调控的重要新兴手段。本文介绍了微流控技术可控构建稳定相界面结构的两大体系：一是具有封闭液-液相界面的乳液液滴体系;二是具有非封闭层状和环状液-液相界面的层流体系。回顾了利用微流控技术构建的这两类稳定相界面结构体系制备三大类功能材料的研究进展：一是利用乳液液滴体系制备微球微囊材料;二是利用层状层流体系制备微通道膜材料;三是利用环状层流体系制备超细纤维材料。指出微流控技术为实现功能材料的小尺度化、薄膜化、纤维化、多功能化、材料元件一体化等带来了新的机遇,提出应进一步深入系统地认识液-液相界面设计与调控以及功能材料合成过程的基本规律和机理。