层层自组装技术在智能表面材料中的应用进展

层层自组装作为一种纳米表面图案化技术，具有操作过程简单、实施成本低、结构动态可控、适用材料广泛等特点，其中动态可控表面微结构赋予了材料独特的理化性能，是智能材料领域研究的热点。该技术在生物医药、传感器、信息存储、膜分离等领域具有广阔的应用前景。综述了基于层层自组装技术的智能表面材料及其在不同领域的应用进展，并对其发展前景进行了展望。     

氧化石墨烯/壳聚糖层层自组装复合膜的制备及其在环保领域中的应用

利用层层自组装技术将氧化石墨烯与壳聚糖进行自组装,制备出一种新型的氧化石墨烯/壳聚糖复合膜,并利用原位合成的方法引入纳米银粒子。采用紫外可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和原子吸收等分析方法对复合膜的自组装行为和催化性能进行了研究。实验结果表明,氧化石墨烯与壳聚糖可通过层层自组装技术制备出新型复合膜,这种复合膜可包裹纳米银粒子,膜内纳米银粒子对4-硝基苯酚的催化活性较高,并且可实现循环使用。此外,在稳定性实验中,复合膜不会释放纳米银粒子或银离子,避免了给水体带来二次污染。因此,这种材料在水处理等环保领域中可能具有巨大的潜在实用价值。     

利用层层组装的方法制备有机超薄膜的研究进展

论述了聚电解质自组装膜制备过程中基底亲水处理、层层组装技术的成膜理论及膜结构,着重介绍了近年来层层组装法制备有机超薄膜的发展概况。对层层组装法制备有机超薄膜今后的研究工作提出了建议。     

自组装聚合物材料技术及其应用展望

综述了采用自组装聚合物材料技术的各种制备单分子膜的方法与技术,详细介绍了各种自组装聚合物的制备特点及可能在仿生与智能材料、先进复合材料、超微量子器件的研制等领域的应用;对该技术在材料科学研究方面的发展前景及关键技术的发展方向做了相应预测.     

聚合物中空微球材料研究进展

聚合物中空微球材料因其具有特殊的空心结构和独特的性能,被广泛应用于诸多领域,并具有广阔的应用前景,已成为近年来的研究热点。文中主要介绍了近年来聚合物中空微球材料的制备方法,包括模板法,层层组装法,微封装法,乳液聚合/冷冻干燥法,胶束自组装法,溶胀法等,并对各种方法的优缺点以及近期的研究进展进行了总结,阐述了聚合物中空微球材料在生物医药、涂料及自修复材料领域的应用,最后对聚合物中空微球材料的发展进行了总结和展望。     

层层自组装技术的研究进展及应用情况

层层自组装技术(Layer-by-layer self-assembly,LbL)是正处于发展阶段的新技术。与传统成膜技术相比,该技术能组装的材料多种多样(如聚电解质、纳米颗粒、有机小分子等),可以通过模板精确控制薄膜的表面结构和尺寸。薄膜的通透性能和力学性能可以通过控制组装材料、沉积层数、组装条件等来改善。对层层自组装技术的研究进展及应用情况进行了综述,较为详细地介绍了层与层之间作用力的研究进展,阐述了LbL技术在电化学电容器、光敏微胶囊、分离膜、生物化学及药物释放中的应用,并对LbL技术的发展前景进行了展望     

材料表面膨胀型涂层应用进展

阻燃涂层作为一种方便、经济和有效的手段被广泛应用于各种基材(如金属、聚合物、纺织品和木材)的表面上,赋予基材阻燃防火性能。层层自组装技术是一种新兴技术,可用于赋予基材不同的特性。相比于传统阻燃工艺,层层自组装技术具有功能可调、制备工艺条件温和、可重复使用、环境友好等优点。目前,利用层层自组装技术可在织物、薄膜和泡沫上沉积新型膨胀型涂层。     

石墨烯纳米复合多层薄膜的制备及应用

层层自组装技术制备的石墨烯纳米复合多层薄膜不仅拥有石墨烯优异的摩擦学、电学、热力学性能,且可基于协同效应产生新的特定功能如光催化活性、超润滑特性、抗菌活性等。根据多层复合薄膜的组装实质,从共价键和非共价键组装角度对石墨烯纳米复合多层薄膜的制备方法进行了综述,介绍了石墨烯复合薄膜在生物医学、电子器件、传感器等领域的应用,并对石墨烯复合薄膜的发展进行了总结和展望。     

静电自组装膜研究进展

由静电自组装技术来制备功能型薄膜是发展迅速的新研究领域。本文着重阐述了静电自组装聚电解质-聚电解质复合膜、静电自组装聚电解质-无机纳米粒子复合膜、静电自组装聚合物-半导体纳米粒子复合膜、静电自组装其他多层膜体系制备方法和特点,展望了静电自组装在渗透分离膜、基因传输、传感器系统、光伏设备等领域的应用前景。     

石墨烯/层状双氢氧化物纳米复合材料在超级电容器中的应用研究

石墨烯/层状双氢氧化物(Gr/LDH)纳米复合材料多变的层状立体结构使其具有比表面积大、功率密度高、机械性能稳定、成分可调控等优良性能,成为储能材料领域备受关注的材料之一。概述了Gr/LDH复合材料的特点及制备方法,并对复合材料在超级电容器领域的应用研究进展进行了评述。Gr/LDH的制备方法有水热合成法、共沉淀法、剥离重堆积法、层层自组装法等。通过制备方法的改进,复合材料可得到更加合理的微观形貌特征,在超级电容器电极材料领域亦表现出更广阔的应用前景。     

层层自组装微胶囊制备与应用研究进展

对近年来层层自组装(LBL)微胶囊的制备方法、环境刺激响应性能及其在不同研究领域中的应用进行了概述与分析,旨在为LBL微胶囊的研究与发展提供有益经验。     

纳米材料形貌和性能调控的仿生自组装研究进展

纳米材料在纳米尺度展现出的特殊性质, 相较于宏观尺度材料表现出众多优异特性, 在力学、声学、光学、磁学、电学、热学等各种领域具有良好的应用前景。纳米材料的仿生自组装技术模拟活体生命活动, 使纳米材料基于非共价键的相互作用, 自发形成稳定结构, 现已成为制备纳米材料的主要方法之一。仿生自组装技术是“自上而下”方法中的重要技术手段, 这种合成方式有望代替传统的“自上而下”加工技术, 实现单个原子或分子在纳米尺度上构造特定结构和功能的器件。另外, 仿生自组装技术虽然以化学过程为主, 但又有物理过程, 并且结合了“仿生学”的优点, 具有定向构造纳米材料的特点, 是众多交叉学科的热门研究手段。本文重点介绍了纳米材料在形貌和性能调控中不同的仿生自组装合成策略, 包括屏蔽效应的位相选择自组装、双相界面协同效应的仿生自组装、场诱导定位效应的功能器件一体化制备、光诱导自组装以及羟基氢键驱动的分相自组装, 总结了仿生自组装纳米材料的特性, 归纳了自组装技术在传感器、表面拉曼散射、生物医疗等领域的应用, 并对纳米材料仿生自组装技术的发展前景进行了展望。     

C_(60)自组装新型碳材料的制备与应用研究进展

C_(60)自组装新型碳材料不同于常规碳材料,具有新颖的结构和形貌,包括C_(60)纳米颗粒、纳米棒、纳米片和纳米管等。由于具有优异的物理和化学性质,在众多领域里显示出潜在的应用价值,如应用于催化、光能转化和电化学等领域。因此,C_(60)自组装的碳材料及其应用研究迅速成为材料研究领域的研究热点之一。综述了C_(60)自组装碳材料的制备以及应用的研究进展,探讨了C_(60)自组装碳材料应用于实际需要解决的问题以及今后的研究趋势和发展前景。     

纳米线阵列及纳米图形制备技术的研究进展

当今纳米技术研究的前沿和热点之一是将纳米线按一定方式排列与组装构成纳米线阵列及纳米图形,它们是下一代纳米结构器件设计的材料基础,在激光技术、信息存储及计算技术、生物技术等各领域均有广阔的应用前景.介绍了在纳米线阵列材料制备以及纳米图形制作方面的技术研究进展,详述了模板法、自组装法以及纳米刻蚀法等技术的发展.     

SF/PEI自组装纳米纤维膜用于Cu2+过滤的研究

采用静电层层自组装技术将丝素(SF)与聚乙烯亚胺(PEI)复合制备的SF/PEI纳米纤维,随着自组装层数的增多,纤维直径变粗,表面变得不规整,且在一定的自组装层数内,复合纳米纤维膜对Cu2+的过滤效率不断增大.杂化Fe后,纤维表面变得更加凹凸不平,但对Cu2+的过滤效果显著改善.这对于制备新型、高效、无二次污染、低治理成本的替代或改进的重金属过滤材料提供了理论意义.     

逐层自组装技术制备二阶非线性光学薄膜的研究进展

逐层自组装(layer-by-layer self-assembly)技术制备光学功能薄膜和器件,具有可设计性强,可实现组成剪裁和微结构调控,对研究发展一类新型光子学材料、器件与微系统有重要理论意义和广阔应用前景,是一个很具前瞻性的研究新领域.着重综述逐层自组装二阶非线性光学薄膜材料制备技术、特性及其应用;评述了分别基于共价键和离子键力的逐层自组装技术特征、研究进展与面临的主要问题及其发展趋势和前景.     

纸基超疏水材料制备及应用的研究进展

目的 使相关研究者快速了解纸基超疏水材料的制备方法和应用,并为开发新型纸基超疏水材料提供思路和参考。方法 对超疏水的理论模型进行概述,按照制备方法分类总结纸基超疏水材料的研究进展,对各类制备方法的优缺点进行评述。结果 制备纸基超疏水材料的方法主要有表面涂布法、静电纺丝技术、浸渍涂布法、表面化学改性法、层层组装法、相分离法、非溶剂蒸汽法、超临界溶液快速膨胀技术等,其中表面涂布法和浸渍涂布法具有成本低廉、操作简单、易于实现大规模生产等优点,应用最为广泛。结论 纸基超疏水材料的绿色制备及多功能纸基超疏水材料的开发是该领域未来发展的主要方向。     

有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米链的研究进展

随着纳米科技的发展,有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米链的设计合成与应用成为新的研究热点。综述了有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米链的磁场诱导自组装、模板诱导自组装和偶极诱导自组装等制备方法,并介绍了其在光学、生物医学和水处理等领域的应用。最后指出有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米材料制备技术存在的不足,并对其应用前景进行展望。     

纳米胶囊的制备与应用进展

扼要阐述了纳米胶囊的制备方法,包括乳液聚合法、凝聚相分离法、无机物化学镀膜法、聚电解质交替吸附法,以及界面溶剂交换技术、逐层纳米自组装技术、双乳液蒸发技术和超临界流体技术等新型制备技术。介绍并展望了纳米胶囊在生物医药、塑料及相变材料等领域的应用及发展趋势。     

自组装技术在特殊形貌无机纳米材料制备中的作用

目前无机纳米材料的研究主要集中于低维无机纳米材料的制备,如纳米颗粒、纳米纤维等,其制备方法已相当成熟,而对高维特殊形貌无机纳米材料的研究相对较少。近年来,具有特殊形貌的高维无机纳米材料因独特的结构和表面性质在催化、太阳能电池、传感器、微波吸收、医学等领域展现出优于低维纳米材料的性能,但制备出的材料种类少,形貌不均一,可控性较差。因此,研究者们致力于特殊形貌无机纳米材料生长机理的研究,为材料制备提供有效的理论依据。制备无机纳米材料的方法有微乳液法、溶胶-凝胶法、电化学法、水/溶剂热法等。其中水/溶剂热法制备的无机纳米材料具有晶粒发育完整、粒度分布均匀、颗粒之间少团聚、原料价格较便宜的优点,因此被广泛应用于特殊形貌无机纳米材料的制备。自组装技术作为超分子领域的新概念,在制备特殊形貌的材料中发挥着重要作用,其主要作用是将低维的纳米结构单元通过氢键、范德华力、静电力等非共价键作用力进行连接而组装成各种复杂的层级结构。现已通过自组装技术合成了片状、棒状、花状、海绵状、树枝状等特殊形貌无机纳米材料。其中片状材料的生长过程如下:第一步是纳米颗粒的奥斯特瓦尔德熟化过程,第二步是熟化的纳米颗粒定向附着自组装成片状材料。棒状材料的生长过程出现了两种情况,第一种与片状形成过程相同,第二种则是先形成片状,然后片状发生卷曲形成棒状材料,棒状材料再定向附着自组装成长径比不同的棒状材料。花状、海绵状、树枝状等复杂形貌的形成则是基于片状或棒状材料,通过氢键自组装而成。自组装过程会受到表面活性剂或模板剂、溶剂、沉淀剂、酸碱度等因素的影响。研究者们发现利用水热法制备纳米材料时,引入合适的表面活性剂或模板剂,能够促使低维纳米结构单元进行有序自组装而形成结晶度好、尺寸均匀的特殊形貌纳米材料。通过改变表面活性剂或模板剂、溶剂、沉淀剂的种类和剂量及酸碱度等因素,影响纳米颗粒的生长方向、生长速率及颗粒之间的作用力,进而控制产品的形貌和尺寸。本文对近年来国内外利用自组装技术制备特殊形貌无机纳米材料的研究成果进行了介绍,分析讨论了自组装过程的影响因素,并对自组装制备特殊形貌无机纳米材料的发展方向和应用前景进行了展望,以期为制备性能优越的特殊形貌纳米材料提供参考。