基于簇状氧化锌的抗紫外蚕丝织物整理

为了赋予蚕丝织物抗紫外性能,采用层层组装技术在蚕丝织物表面构筑簇状氧化锌粒子。采用扫描电镜(SEM)、动态光散射(DLS)表征了簇状氧化锌粒子的表面形态和粒径,测试了蚕丝织物抗紫外效果、透气性等性能。结果表明:采用水热合成法制备的氧化锌粒子呈团簇状,经十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性后氧化锌粒子的粒径为215.9 nm,分散性得到明显提高;整理后的蚕丝织物表面出现簇状氧化锌结构,抗紫外效果随组装层数的增加而增加;同时,层层组装后织物的透气性并未产生明显变化,并具有较好的耐水洗性和耐光性。     

经凹土胶体粒子整理的真丝织物的抗菌抗紫外性能

为了提高真丝织物的抗菌抗紫外性能,采用凹土胶体粒子对真丝织物进行整理,通过激光粒度仪、SEM、抗菌抗紫外等测试,对凹土的分散性及整理后真丝织物的结构与性能进行表征.结果表明:凹土颗粒呈纳米级棒状结构,晶束短且比较均匀,粒径为100 nm左右,粒径随着凹土质量分数的增加而增大,并且发生团聚;经凹土胶体粒子整理的真丝织物具有优良的抗菌抗紫外性能,当凹土质量分数为10%时,对大肠杆菌的抑菌率达到93.4%,UPF值达到49.9.     

层层组装法制备多功能超疏水性棉织物

采用层层组装法,以带正电的聚二甲基二烯丙基氯化铵为聚电解质,将多壁碳纳米管静电吸附到纤维表面,然后以聚二甲基硅氧烷为低表面能物质涂覆于纤维表面,成功制备了集超疏水、导电及紫外屏蔽于一体的棉织物。测试了整理后棉织物的抗紫外光、耐酸碱盐稳定性,并探究了不同组装层数对棉织物表面润湿性和光透过率的影响。结果发现,整理织物表面粗糙,具有较强的抗紫外线和耐酸碱盐稳定性,电阻率降低至18.5Ω·cm,且当组装次数达到十次时,其静态接触角达到162°,在200~380 nm紫外光区,对紫外光的透过率能低至2%。     

壳聚糖/植酸钠/纳米TiO_2-ZnO在木材表面的自组装及抗紫外性能探究

采用层层自组装方法在木材表面负载了壳聚糖/植酸钠/纳米TiO_2-ZnO二元复合膜(CH/SP/纳米TiO_2-ZnO),并设置了以组装方式、聚阴离子和纳米粒子溶液浓度及比例、浸泡时间、负载层数为变量的多组试验,探讨了二元复合膜在木材表面的抗紫外机理。通过配备有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜检测(SEM)和人工加速紫外老化测试,处理后的样品比未处理素材具有更好的抗紫外效果。结果显示,二元复合膜具有协同作用,较一元薄膜能进一步提高功能膜的性能效果,且充分的处理时间可以显著优化膜的性能,此外,负载层数与浓度不一定越大越好,本试验中的改良效果最佳参数为处理时间90 min,组装层数5层,二元TiO_2-ZnO共混,聚阴离子与纳米粒子浓度比例为2:1。     

PMMA/Al2O3纳米复合材料的制备与性能

用硅烷偶联剂KH-570对纳米氧化铝(Al2O3)粒子进行表面改性,将其分散在甲基丙烯酸甲酯(MMA)中,加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN),采用原位聚合法制备PMMA/Al2O3纳米复合材料.利用FT-IR、UV、DSC和TG等方法对产物进行表征.紫外测试结果表明,加入纳米Al2O3可使复合材料具有抗紫外线性能,且其抗紫外线性能随着Al2O3纳米粒子质量分数的增加而逐渐增强.TG及溶解性能实验结果表明,加入Al2O3纳米粒子可提高复合材料的热稳定性能以及耐溶剂性能,且这些性能均随Al2O3纳米粒质量分数的增加而增强.此外,复合材料中PMMA的分子质量随着Al2O3质量分数的增加而逐渐增大.     

ZnO掺杂PET超细纤维无纺布的制备与性能研究

运用油水界面法在环己烷中制备出分散性能良好的ZnO纳米粒子,采用TEM、XRD等对其表征;通过静电纺丝法将均匀分散在油相中的ZnO纳米粒子掺入PET无纺布,制备出ZnO/PET超细纤维无纺布.抗紫外性测试表明,与未添加纳米ZnO样品相比,ZnO/PET超细纤维无纺布的抗紫外性能得到了大幅度提高,样品纤维表面形态无明显变化,无纺布的断裂强力也没有明显下降.     

基于层层自组装技术构筑棉织物超疏水表面

文中基于仿生超疏水理论,将溶胶-凝胶法制得的纳米二氧化硅粒子与阳离子聚电解质聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)通过静电层层自组装作用交替沉积在棉织物表面构筑粗糙结构,随后用低表面能物质十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)和十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)进行修饰以实现超疏水效果。使用扫描电子显微镜对织物表观形貌进行表征,通过水接触角、滑移角测定评价其疏水性能。结果表明:溶胶-凝胶法制备的纳米二氧化硅为单分散性良好的规则球形,平均粒径为280～300 nm;当棉织物表面组装(SiO_2-PAH)层数为7、修饰剂为FAS时,棉织物表面水接触角为150.27°,滑移角6.67°,具备超疏水性。     

SiO_2纳米粒子/Kevlar织物复合材料的防刺性能研究

经过对SiO2纳米粒子与Kevlar织物以及SiO2纳米粒子与锦纶、涤纶织物的复合材料防刺性能的研究发现,相对于同样面密度的纯织物,SiO2纳米粒子与Kevlar织物复合材料的防刺性能有了极大的改进。研究结果显示这种新颖的SiO2纳米粒子与Kevlar织物复合材料能用来制造防刺服等防刺装备,而且比纯Kevlar织物的防刺材料更有效、更轻、更柔软、更经济。     

Si02纳米粒子／Kevlar织物复合材料的防刺性能研究

经过对SiO2纳米粒子与Kevlar织物以及SiO2纳米粒子与锦纶、涤纶织物的复合材料防刺性能的研究发现,相对于同样面密度的纯织物,SiO2纳米粒子与Kevlar织物复合材料的防刺性能有了极大的改进。研究结果显示这种新颖的SiO2纳米粒子与Kevlar织物复合材料能用来制造防刺服等防刺装备,而且比纯Kevlar织物的防刺材料更有效、更轻、更柔软、更经济。     

氧化石墨烯/壳聚糖改性涤纶织物的抗静电性能

通过改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),采用层层自组装法将氧化石墨烯和壳聚糖(CS)组装在涤纶织物表面构成CS/GO复合膜.通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射表征氧化石墨烯的形貌、化学组成及层间距;采用扫描电子显微镜、织物感应静电仪分析CS/GO复合膜织物的表面形貌结构和抗静电性能.研究发现,GO和CS成功地交替组装在涤纶织物表面,改性织物的吸水率和抗静电性得到改善.其中,CS质量浓度为2g/L,组装5层复合膜的织物,其静电半衰期值从181.54s下降至2.44s,且耐水洗性良好.     

基于酪蛋白酸钠/EGCG/阿拉伯胶自组装构建EGCG纳米粒及其形成机制研究

本文通过酪蛋白酸钠(sodium caseinate、SC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate、EGCG)和阿拉伯胶(gum arabic、GA)三者自组装构建EGCG纳米粒(SC-EGCG-GA纳米粒),研究形成高载药量且稳定性好的纳米粒的条件,并考察纳米粒的贮藏稳定性,同时采用透射电子显微镜(transmission electron microscope、TEM)对纳米粒的微观形貌进行表征,最后借助红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy、FTIR)、荧光光谱和圆二色谱(circular dichroism、CD)对纳米粒结构进行表征,探讨纳米粒形成机制。结果发现,形成高载药量且稳定性好的SC-EGCG-GA纳米粒的条件为EGCG/SC/GA浓度比2:5:5,SC和GA总浓度1.5 mg/mL,pH4.2,NaCl浓度10 mmol/L。此时形成的纳米粒粒径约为173.52 nm,Zeta电位约为-19.94 mV,包封率约为62.82%,载药(EGCG)量达到338.49 μg/mg,在4 ℃下贮藏30 d后仍保持稳定。透射电镜结果显示纳米粒呈球形。根据FTIR、荧光光谱和CD结果,推测纳米粒可能的形成机制为首先SC与EGCG通过氢键结合,GA加入后SC中的NH₃+和GA中的COO-则通过静电相互作用结合,从而抑制SC与EGCG过度结合与聚集,三者通过以上非共价作用自组装形成纳米粒。     

微乳辅助溶剂热法纳米二氧化铈的合成与表征

以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）/正丁醇/正辛烷/硝酸铈溶液（氨水）形成的反相微乳液体系为反应介质,并辅以溶剂热法合成纳米二氧化铈。考察了反应温度和油相与助表面活性剂的质量比对二氧化铈粉体的影响,并对制备的粉体进行X射线衍射（XRD ）以及透射电镜（T EM ）表征。通过表征可知,微乳液溶剂热法可以直接制备出纳米二氧化铈颗粒,不需进行前驱体的焙烧;随着反应温度的增加,纳米二氧化铈颗粒的粒径逐渐增大;在油相与助表面活性剂质量比增大的过程中,纳米二氧化铈颗粒的分散性更好,产物聚团减轻。     

Enhancing the barrier properties of colloidosomes using silica nanoparticle aggregates

Recent interest is focused on microcapsules stabilized using colloidal nanoparticles – termed ‘colloidosomes – for encapsulation applications in food, drug and cosmetic industries. However, due to electrostatic repulsion between similarly charged particles, shells composed of single-type nanoparticles tend to be monolayer-thick and relatively permeable. We investigated a self-assembly method for controlling the permeability of colloidal shells using aggregates composed of oppositely charged silica nanoparticles. Using a combination of rapid fluorescence based method and theoretical diffusion models, we found that colloidosomes whose shells contained colloidal silica aggregates displayed lower permeability to peroxyl radicals than ones stabilized by single type of silica nanoparticles. Furthermore, the permeability varied as a function of the ratio of oppositely charged silica nanoparticles in the shell. The ability to control the permeability of colloidosomes, while using a simple self-assembly synthesis method, will enable enhanced control over release kinetics and oxidative stability of encapsulants.     

Cytotoxicity of CeO2 nanoparticles for Escherichia coli. Physico-chemical insight of the cytotoxicity mechanism

The production of nanoparticles (NPs) is increasing rapidly for applications in electronics, chemistry, and biology. This interest is due to the very small size of NPs which provides them with many interesting properties such as rapid diffusion, high specific surface areas, reactivity in liquid or gas phase, and a size close to biomacromolecules. In turn, these extreme abilities might be a problem when considering a potentially uncontrolled exposure to the environment. For instance, nanoparticles might be highly mobile and rapidly transported in the environment or inside the body through a water or air pathway. Accordingly, the very fast development of these new synthetic nanomaterials raises questions about their impact on the environment and human health. We have studied the impact of a model water dispersion of nanoparticles (7 nm CeO2 oxide) on a Gram-negative bacteria (Escherichia coli). The nanoparticles are positively charged at neutral pH and thus display a strong electrostatic attraction toward bacterial outer membranes. The counting of colony forming units (CFU) after direct contact with CeO2 NPs allows for the defining of the conditions for which the contact is lethal to Escherichia coli. Furthermore, a set of experiments including sorption isotherms, TEM microscopy, and X-ray absorption spectroscopy (XAS) at cerium L3 edge is linked to propose a scenario for the observed toxic contact.     

Heteroaggregation of multiwalled carbon nanotubes and hematite nanoparticles: rates and mechanisms

The heteroaggregation rates of negatively charged multiwalled carbon nanotubes (CNTs) and positively charged hematite nanoparticles (HemNPs) were obtained over a broad range of nanoparticle distributions using time-resolved dynamic light scattering (DLS). Binary systems comprising CNTs and HemNPs were prepared using low ionic strength solutions to minimize the concurrent occurrence of homoaggregation. To elucidate the mechanisms of heteroaggregation, the structures of CNT-HemNP aggregates were observed using cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM). An initial increase in the CNT concentration, while keeping the HemNP concentration constant, resulted in a corresponding increase in the rate of heteroaggregation, which occurred through the bridging of HemNPs by CNT strands. At the optimal CNT/HemNP mass concentration ratio (CNT/HemNP ratio) of 0.0316, the heteroaggregation rate reached 3.3 times of the HemNP homoaggregation rate in the diffusion-limited regime. Increasing the CNT/HemNP ratio above the optimal value, however, led to a dramatic decrease in the growth rate of heteroaggregates, likely through a blocking mechanism. In the presence of humic acid, the trends in the variation of the heteroaggregation rate with CNT/HemNP ratio were similar to that in the absence of humic acid. However, as the humic acid concentration was increased, the maximum aggregate growth rate decreased due to the lessening in the available surface of the HemNPs that CNTs can attach to through favorable electrostatic interaction.     

玉米醇溶蛋白-番石榴黄酮复合纳米颗粒的制备及其抗氧化活性

以番石榴为原料，通过超声波辅助提取番石榴黄酮，采用AB-8大孔树脂进行分离纯化，利用溶剂挥发自组装方法制备玉米醇溶蛋白-番石榴黄酮复合纳米颗粒（zein-guava flavonoid composite nanoparticles，ZGF）。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热法等技术对样品的形貌和特性进行表征。通过四甲基偶氮唑蓝法研究番石榴黄酮和ZGF对细胞活力的影响，通过DCFH-DA活性氧荧光探针法研究ZGF对细胞产生活性氧的影响，并通过1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率的测定评价ZGF的抗氧化活性，探究ZGF样品在人工胃液中的释放规律。结果表明，分离纯化后的番石榴黄酮质量分数为67.0%；玉米醇溶蛋白与番石榴黄酮质量比为16∶1时，包埋率达到最大值，为93.29%；制备的ZGF为直径500 nm左右的球形结构；ZGF在0.5～5 mg/mL范围内对HepG2细胞的活力基本没有影响；同时，ZGF能有效抑制H2O2诱导HepG2细胞产生的氧化损伤，并且呈浓度依赖关系；当ZGF的质量浓度在416.67 μg/mL时，DPPH自由基的清除率高达86.02%。此外，在1～6 h内，ZGF在人工胃液中的累积释放率随时间延长而增加，6 h时的累积释放率为64.11%，表明黄酮释放效果良好。研究结果可为番石榴黄酮的综合利用提供理论参考。     

静电层层自组装法整理多巴胺改性涤/棉混纺织物的阻燃性能

为了赋予涤/棉混纺织物良好的阻燃性能,以pH值为5、质量分数为1%壳聚糖溶液和pH值为2、质量分数为1.5%植酸钠溶液,通过静电层层自组装法,对经多巴胺改性后的涤/棉(65/35)混纺织物进行阻燃整理。其中正负离子交替沉积1次记为组装1层,第1层内每次组装15 min,第1层后各次组装时间为5 min,共组装15层。探讨了整理后织物极限氧指数(LOI)、炭长、热重、热释放速率、炭渣形貌等性能。结果表明:多巴胺改性可以提高涤/棉混纺织物的反应性,有利于阻燃整理;整理后织物阻燃性能显著提高,LOI值从未整理时的18.8%提高到28.7%;热分解温度比未整理织物大幅提前,炭渣含量较未整理提高了5.7%;整理后织物点燃时间延长,平均热释放速率(HRR)和峰值热释放速率(PHRR)分别为14.16 k W/m2和51.07 k W/m2,相较未整理涤/棉织物下降了84.62%和78.47%,织物燃烧危险性显著降低。     

采用双层静电自组装技术制备nPAM-木瓜蛋白酶-CNC催化剂

本研究利用载体材料纤维素纳米晶(CNC)、木瓜蛋白酶(papain,PA)以及非离子型聚丙烯酰胺(non-ionic polyacrylamide,n PAM)的表面电荷特性,制备了新型的固定化木瓜蛋白酶,利用Zeta电位分析,探寻固定化过程中的静电作用机制;并通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)分析固定化PA的组成成分和各物质的相互作用。通过对固定化过程中的各因素进行研究,得到了制备该固定化酶的最优条件,分别为p H 5.0,CNC和PA质量比为36:1(CNC/PA),n PAM(5%质量分数)的添加量为0.3 m L,酶层自组装时间30 min;在此条件下酶活回收率达85.8%。随后,对游离酶和固定化酶的动力学参数研究显示固定化酶的Vmax/Km值(1.40 min-1)明显高于游离酶(0.80 min-1),表明所制备的固定化PA具有更高的催化效率、更广的最适p H范围和温度范围以及操作稳定性,在重复使用5批次之后,相对酶活仍在96.5%以上。可见双层自组装技术是一种进行固定化酶的新途径。     

多巴胺-碳纳米管对羊毛织物复合抗静电整理

文中分析了羊毛织物的静电问题,并采用多巴胺原位聚合使纤维表面覆盖一层亲水性的多巴胺薄膜,通过多巴胺负载碳纳米管使毛织物达到抗静电效果。并对整理前后羊毛织物的结构和抗静电性能进行表征。结果表明,在含水率低于6%时毛织物存在静电问题,通过多巴胺-碳纳米管复合整理能够达到抗静电目标,多巴胺整理的毛织物使摩擦电压降低,最大降低4000.0 V,碳纳米管浓度增加抗静电性能逐渐提高,其中5 g/L多巴胺负载15 g/L碳纳米管时抗静电性能最好,摩擦电压和静电压衰减时间分别为91.0 V和1.86 s;多巴胺-碳纳米管复合整理毛织物有较好的耐水洗牢度,毛织物经过12次水洗后,摩擦电压和静电压半衰期趋于稳定。     

棉织物的3-氨丙基三乙氧基硅烷阻燃整理

为赋予棉织物阻燃性及阻燃耐水洗性,以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、 聚磷酸铵和壳聚糖为阻燃剂采用层层自组装的方法对其进行阻燃整理,研究了APTES质量分数对织物的阻燃性、耐水洗性、舒适性和物理力学性能的影响。结果表明:随着APTES质量分数的增加,整理织物的燃烧放热行为逐渐缓解,极限氧指数逐渐增加,透气性、白度和断裂强力都有所降低;当APTES质量分数为13%时,垂直燃烧的续燃时间和阴燃时间分别从未整理的8.15 s和20.32 s降至了5.23 s和2.21 s,残炭量从5.6%增至14.7%;水洗后整理织物的阻燃性能有所下降,但仍优于未整理的棉织物。