丝素蛋白及其复合材料的研究进展

丝素蛋白是天然高分子材料,具有很好的生物相容性、生物降解性等优良的性能,在医药、食品和美容等领域具有很好的发展前景。本文阐述了丝素蛋白及其分别与天然生物蛋白、无机物、合成聚合物、碳纳米管和氧化石墨烯进行复合的制备技术、材料结构、性能以及研究发展趋势,介绍了丝素蛋白及其复合材料的不同制备机制,分析了制备方法与结构和材料性能之间的关系及不同材料间的相互作用机理,总结了其在组织工程、药物释放和抗凝血性等方面的应用,并提出丝素蛋白复合材料实现规模化生产、发展智能材料以及从基因层面对丝素蛋白进行重组改性方面的未来发展趋势。     

氧化石墨烯/壳聚糖生物复合材料的制备及应用研究进展

氧化石墨烯/壳聚糖复合材料是近几年发展的一种新型生物复合材料,具有独特的力学性能、吸附性能、电化学性能以及抗菌性能等。本文综述了近几年来氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的研究进展,简单介绍了该复合材料的制备方法,详细阐述了该复合材料在高机械强度材料、废水处理、电化学传感器、生物医学材料等领域的应用研究,最后对氧化石墨烯/壳聚糖复合材料在低成本、大规模制备,复合材料的结构性质以及在新领域的应用等方面进行了展望。     

光交联丝素蛋白水凝胶的制备及生物医学应用

水凝胶是一类物理化学性质接近软组织的先进材料,已有众多聚合物用于水凝胶的制备。丝素蛋白由于具有优异的生物相容性、生物可降解性和易于制备成各种形式的材料等优点,在生物医学领域中具有广泛的应用,其中水凝胶是丝素蛋白在生物医学中应用的重要形式。由于分子的独特结构,丝素蛋白可以通过多种方法形成水凝胶。近年来,光交联水凝胶由于具有制备条件温和、副产物少、反应过程容易控制等优点,逐步成为研究的热点。首先对丝素蛋白的分子结构和特性进行了介绍,总结了丝素蛋白水凝胶的制备方法,重点阐述了光交联丝素蛋白水凝胶的研究现状,并讨论了它们在生物医学领域的应用,最后对光交联丝素蛋白水凝胶未来发展方向进行了展望。     

丝素蛋白基纺织材料及其在生物医学领域的应用

丝素蛋白是一种天然蛋白质聚合物,可从蚕茧中提取,已在纺织工业领域使用了数千年。随着对可植入和可降解生物材料需求的增大,丝素蛋白材料凭借优良的生物相容性、生物降解性、非免疫原性,以及来源丰富,并可与其他生物材料协同作用形成具备独特性能的生物复合材料等优势,在生物医学领域越来越受到人们的关注。以丝素蛋白纤维为基础的生物医用纺织材料的多功能性和可持续性为通过环保方法定制生物材料以满足特定生物医学应用提供了新的研究思路与解决方案。天然丝素蛋白纤维可通过蚕丝脱胶得到,经溶解后可制成再生丝素蛋白溶液,而再生丝素蛋白溶液可进一步通过不同的成型方式得到再生丝素纤维材料。根据生物医学领域的实际应用需求,丝素蛋白纤维可经机织、针织、编织、非织、静电纺、三维打印等多种技术手段制成一维、二维或三维生物医用纺织品,在组织工程支架、药物缓释载体和生物传感器等生物医学领域具有广阔的应用前景。但是,目前丝素蛋白纺织材料的力学性能、持久性等方面还存在一定的劣势,且特异生物功能性表现不佳,如血溶性、细胞粘附、骨整合以及细胞分化引导等方面,在一定程度上限制了丝素蛋白纺织材料在生物医学领域的应用。为了扩展丝素蛋白纺织材料在生物医学领域的应用,通常需要在保留其优越固有特性的条件下,对丝素蛋白纺织材料进行功能修饰,增强固有功能或引入新功能。目前,丝素蛋白材料功能修饰的方法主要有四种:内在功能修饰、丝素蛋白纤维表面修饰、丝素蛋白纤维与其他功能纤维混纺修饰、再生丝素蛋白纺丝前直接混合改性处理。经过功能修饰的丝素蛋白材料可有效引导细胞响应与功能表达,增强力学性能,以达到促进伤口愈合和组织器官修复的目的。本文重点介绍了近年来不同形态的一维、二维和三维丝素蛋白基纺织材料在生物医学领域的研究进展,对丝素蛋白材料的结构和基本性质进行了介绍,归纳了丝素蛋白纺织材料功能性的修饰方法,并对丝素蛋白基生物医用纺织材料的发展前景进行了展望。     

丝素蛋白柔性电子器件材料的研究进展

丝素蛋白材料凭借良好的生物相容性、可控生物降解性、再生形貌多样性等已被制成柔性电子器件在电子领域进行了应用研究。本文首先综述不同溶解方法对蚕丝再生材料制备的影响,同时对丝素蛋白材料的(微球、膜、纤维、凝胶、支架等)制备方法、材料性能进行分析,最后总结了近年来丝素蛋白基柔性电子材料的应用研究进展。尽管已有研究表明可获得各种性能良好的丝素蛋白基材料用于电子领域,但产业化之路仍较长。考虑到丝素蛋白微纳米结构、易再生加工等优势,期待具有高灵敏度、生物相容性、耐用性和便携性丝素蛋白基柔性电子产品出现。      

氧化石墨烯/聚合物复合材料的研究进展

介绍了氧化石墨烯及其改性,氧化石墨烯/聚合物的制备方法。优异的性能使复合材料应用广泛,主要用在超级电容器、燃料电池、阻燃材料、生物医学等领域。同时提出了复合材料研究中的一些问题,如氧化石墨烯的改性及复合材料的实际应用。     

石墨烯/蚕丝蛋白复合膜的构建、表征与生物相容性评估

以天然鳞状石墨为原料,采用化学氧化法合成氧化石墨烯,与脱胶后的蚕丝丝素蛋白按比例混合后通过真空抽滤构建1%,5%和10%(质量分数)不同丝素含量的氧化石墨烯/丝素蛋白复合薄膜,并通过EDC/NHS进行化学共价键交联,最后采用氢碘酸对复合薄膜进行还原进而得到具有优良力学特性的"砖-泥"层状结构的无机/有机复合薄膜。研究分析了薄膜的亲疏水性、力学性能、形貌、结构与体内生物相容性。研究结果表明,丝素组分的添加与共价键化学交联作用不仅改善了复合薄膜的亲水性及力学性能,也增加了复合薄膜的体内生物相容性。这种基于石墨烯/丝素蛋白复合薄膜有望作为生物材料支架应用于组织工程与再生医学领域。     

丝素蛋白作为生物医用材料的研究

丝素蛋白作为生物医用材料,具有很好的生物相容性和很多优良的物理、化学性能。我们课题组,在1994年研制成的丝素创面保护膜的基础上,“九五”期间,在国家八六三计划新材料领域的支持下,对丝素蛋白作为生物医学材料的应用作了进一步的研究和产品开发,主要工作如下:1 丝素成膜设备的研制 该设备采用载带式低温热风分层干燥方法,用以生产丝素创面保护膜,亦能用以其他医用膜的研制、开发。该设备设计合     

石墨烯/聚氨酯复合功能材料研究进展

石墨烯具有独特的二维结构和优良导热、导电特性,可与聚氨酯复合成一种新型功能高分子材料,具有广泛的应用前景。综述了石墨烯与聚氨酯复合材料的制备方法以及在自修复、UV固化、形状记忆、导电、电磁屏蔽、防紫外线和生物相容性等领域的应用。     

石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用

石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能,自从2004年被成功制备出来,一直是全世界范围内的一个研究热点.由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性,石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景,因此,石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域.综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领域中应用的研究现状,展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景.     

氧化石墨烯复合材料在包装领域应用的研究进展

目的整理分析目前国内外氧化石墨烯复合材料在包装材料领域的应用与进展,对未来的发展进行展望。方法归纳整理国内外文献,简单介绍氧化石墨烯的基本性能及制备,氧化石墨烯复合材料的制备,并重点整理分析氧化石墨烯复合材料在包装材料领域的应用与进展。结果氧化石墨烯具有独特的二维纳米片层结构、超大的比表面积和亲水极性界面,通过添加氧化石墨烯可明显改善复合材料的力学性能、阻隔性能、抗菌性能等。结论氧化石墨烯复合材料具有阻隔性高、力学性能好等优点,广泛应用于包装材料领域,并且在抗菌、防腐、阻燃等包装材料领域具有良好的发展前景。     

氧化石墨烯复合材料研究进展

氧化石墨烯(GO)是一种石墨烯衍生物,具有独特的二维纳米片层结构,表面含有大量羟基、环氧基、羧基和羰基等含氧官基团,加之具有超大的比表面积、良好的亲水性和生物相容性等特性,使其作为纳米组分更易与聚合物、无机物及小分子等物质作用制备复合材料。综述了近年来GO复合材料在吸附材料、分离材料、电极材料、传感器材料、界面改性、光电热材料、高性能材料及催化等领域的研究,并从可持续发展的角度对要拓宽和实现GO复合材料的大规模工业化应用存在的问题进行了总结及展望。     

石墨烯材料的非线性光学研究进展炭材料专栏

石墨烯作为一种极薄的二维晶体,因其优异的物理和化学特性,引起了科学家广泛的关注。由于石墨烯具有热导率和电子迁移率高、比表面积大、宽波段响应、光学带隙可调、易于表面修饰等特性,石墨烯基材料的光学性质受到了越来越多的重视。近年来,科学家已将该类材料成功地应用到非线性光学研究领域并且取得了一系列重要的研究成果。重点阐述石墨烯及其复合材料近年来在非线性光学中的应用进展,首先概述了石墨烯的饱和吸收特性及其在不同脉冲激光锁模方面的应用;其次介绍了氧化石墨烯在不同条件下的非线性光学性质;最后总结了石墨烯复合材料的光限幅性能以及其激光防护器件的制备,并进一步指出了该研究领域仍存在的一些问题。     

氧化石墨烯纸的研究进展

新型碳材料之一氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)具有十分优异的性能,且容易改性,或与其他物质形成复合材料。氧化石墨烯薄膜又称氧化石墨烯纸(GO paper),它保留了纳米材料的物理化学特性的同时拓宽了应用范围,适合在复合材料、电极等领域应用。简单介绍了GO纸的制备方法,重点阐述了GO纸复合材料的研究进展。     

氧化石墨烯复合材料的研究进展

氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料,具有较高的比表面积和表面丰富的官能团.简单介绍了氧化石墨烯的制备方法,重点阐述了氧化石墨烯复合材料的研究进展,包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料的合成方法、性能以及应用领域,展望了氧化石墨烯的制备及其复合材料今后的研究方向,提出少引入或者不引入杂离子的新型绿色环保的制备方法是氧化石墨烯制备的发展方向,氧化石墨烯的表面改性成为另一个研究重点.     

纳米银-氧化石墨烯复合材料抗菌性能研究进展

纳米银-氧化石墨烯是一种新型抗菌复合材料,具有比表面积大、无耐药性、广谱抗菌和对哺乳动物细胞毒性低的特点,在生物医用材料和抗菌材料上有着潜在应用。主要介绍了纳米银-氧化石墨烯复合材料的制备方法,总结了纳米银-氧化石墨烯复合材料的杀菌机理,提出了提高其杀菌性能的方法,对于石墨烯及其衍生物复合材料的研究具有借鉴意义。     

石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用

石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能,自从2004年被成功制备出来,一直是全世界范围内的一个研究热点.由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性,石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景,因此,石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域.综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领域中应用的研究现状,展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景.     

Preparation and Applications in Electrochemistry of Graphene-based Materials

石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能,自从2004年被成功制备出来,一直是全世界范围内的一个研究热点.由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性,石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景,因此,石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域.综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领域中应用的研究现状,展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景.     

石墨烯：化学与结构功能化

石墨烯是由单原子层二维单晶结构构成的一种新型纳米材料,具备光学、力学等优异性能,但其疏水性和生物不相容性限制了其在诸多领域的应用。为解决这一问题,石墨烯功能化成为近年来的研究热点。功能化石墨烯包括石墨烯的衍生物氧化石墨烯、石墨烯聚合物复合材料、转角石墨烯、石墨烯气凝胶、超韧性石墨烯等,主要是在石墨烯材料基础上,通过物理化学处理、结构改进对材料本身进行改性,使其功能化。功能化石墨烯具有优良的光电性能,包括高灵敏度、高响应度、高探测度等,可用于工业检测和监控、三维形貌测量、生物医学等邻域。重点讨论了功能化石墨烯的性质、制备方法,介绍了石墨烯功能化的最新进展。同时,对目前功能化石墨烯所面临的挑战和机遇做了展望。     

氧化石墨烯在纺织品领域的抗菌应用

目的总结归纳氧化石墨烯及其复合材料在抗菌纺织品类包装材料的应用现状,为氧化石墨烯及其复合材料在纺织领域的应用提供参考。方法总结氧化石墨烯的性能、结构特点以及抗菌机理,阐述氧化石墨复合材料、复合纤维材料和复合织物等纺织品类材料的抗菌性能应用,并简单讨论氧化石墨烯的抗菌影响因素和氧化石墨烯的生物安全性。结果氧化石墨烯具有二维纳米结构、优异的比表面积和水溶性,纺织品类包装材料通过与氧化石墨烯的复合应用可改善其抗菌性能。目前,氧化石墨烯抗菌性能的应用尚处于初级阶段,需要更深入的研究。结论随着对氧化石墨烯研究的不断深入,氧化石墨烯在抗菌纺织品类包装材料的应用会越来越广泛。