"一步法"制备纳米相丝素蛋白/羟基磷灰石生物复合材料

系统分析了羟基磷灰石(HA)的制备方法和丝素蛋白纤维(SF)的溶解方法,提出一种制备纳米丝素蛋白/羟基磷灰石生物复合材料(SF/HA)的新型反应复合方法--"一步法".并对由"一步法"制得的SF/HA分别进行了钙磷比测定、红外光谱测试、透射电镜观察和x射线衍射测试.结果表明:SF/HA中的钙磷比是1.6692,与标准HA中的钙磷比1.67一致;SF/HA中同时含有SF和HA中各自的官能团;SF/HA的晶粒横向尺度小于100nm,SF/HA呈针状或柱状晶粒,SF和HA能够形成复合;SF/HA的晶型属于六方晶系,当SF在SF/HA中所占质量分数为10%时,晶胞参数a=b=9.0319(A),c=7.0148(A),沿c轴方向平均品粒尺寸是230.7645(A)."一步法"制备SF/HA具有合理性和可行性.     

“一步法”制备纳米相丝素蛋白/羟基磷灰石生物复合材料

系统分析了羟基磷灰石（HA）的制备方法和丝素蛋白纤维（SF）的溶解方法,提出一种制备纳米丝素蛋白/羟基磷灰石生物复合材料（SF/HA）的新型反应复合方法——“一步法”。并对由“一步法”制得的SF/HA分别进行了钙磷比测定、红外光谱测试、透射电镜观察和X射线衍射测试。结果表明：SF/HA中的钙磷比是1.6692,与标准HA中的钙磷比1.67一致;SF/HA中同时含有SF和HA中各自的官能团;SF/HA的晶粒横向尺度小于100 nm,SF/HA呈针状或柱状晶粒, SF和HA能够形成复合; SF/HA的晶型属于六方晶系, 当SF在SF/HA中所占质量分数为10%时,晶胞参数a=b=9.0319 A,c=7.0148 A,沿c轴方向平均晶粒尺寸是230.7645 A。“一步法”制备SF/HA具有合理性和可行性。     

纳米羟基磷灰石／丝素蛋白生物复合材料的制备和表征

采用硝酸钙-丝素蛋白溶液与磷酸钠原位合成纳米羟基磷灰石(HA),在反应过程中丝蛋白(SF)诱导HA晶体生长,仿生合成HA/SF复合材料,用TEM、IR、TGA、XRD和SEM进行表征。结果表明,HA为CO23-部分替代型,粒径为10 nm~40 nm之间的弱结晶类骨晶体,在形貌和结晶度等方面与人体骨磷灰石相似。HA/SF复合材料中丝蛋白的含量约为25%,HA和SF两相存在强烈化学键合作用。SEM观察结果表明,HA微粒被SF完全包裹,两者之间没有明显相分离。     

纳米羟基磷灰石／丝素蛋白多孔支架材料的制备和表征

采用硝酸钙-丝素蛋白溶液与磷酸钠反应仿生合成纳米羟基磷灰石/丝素蛋白(n-HA/SF)复合材料,并以NaHCO3和NaCl为致孔剂制备了多孔复合支架材料,采用TEM、IR、SEM和EDX对其进行了表征.结果表明,复合材料中HA的粒径在20～50nm之间,是一种CO2-3部分替代型弱结晶类骨针晶,在形貌和尺寸等方面类似于人体骨磷灰石晶体;HA和SF两相间存在强烈的键合作用,复合支架材料呈高度多孔结构,孔壁上富含微孔,孔隙间贯通性高.EDX分析结果表明,HA在有机基体中分布均匀,钙磷元素比为1.66,当复合材料和致孔剂的比例为1:0.5时,其抗压强度可达20.23MPa.     

聚乙二醇丙三醇对丝素蛋白膜的改性

以乙二醇和环氧氯丙烷为原料,合成了一种新的高分子化合物:聚乙二醇丙三醇(PEGG),用红外光谱和核磁共振对其进行了表征。用流延法制备了丝素蛋白/PEGG共混膜,用X射线衍射法,红外光谱法对共混膜的结构进行测试分析,结果表明,随着PEGG含量的增加,丝素蛋白(SF)的结晶度有所下降,PEGG与丝素蛋白之间有氢键结合,因此可能抑制了s ilkⅠ结晶。测试了共混膜的力学性能,结果表明,共混膜的断裂伸长率、弹性随着PEGG含量的增加而增大,共混膜的断裂强度均高于24M Pa,而杨氏模量都小于80 M Pa。SF/PEGG共混膜具有良好的柔软性和弹性。     

氧化石墨烯掺杂丝素蛋白复合材料的结晶和力学特性

采用溶液混合法制备丝素蛋白(SF)/氧化石墨烯(GO)复合材料,并用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、动态力学分析表征了丝素蛋白分子链构象、微观形态和动态力学性能。结果表明,GO的掺杂促使SF向β-折叠构象转变,并且随着GO含量的提高,β-折叠的含量和材料拉伸储能模量(E')呈现先增后减的变化趋势,当GO质量分数为1.0%时达到最大值,此时复合材料的E'较SF膜提高了约157%。     

生物陶瓷及其复合材料表面诱导类骨磷灰石层形成的研究

钙磷生物材料表面类骨磷灰石层的形成对其植入体内诱导新骨生成起非常重要的作用.本实验采用2倍模拟体液(2×SBF)为介质,通过仿生浸泡的方法研究了羟基磷灰石(HA)陶瓷及其复合材料羟基磷灰石/聚乳酸(HA/PLA)、羟基磷灰石/聚己內脂(HA/PCL)、羟基磷灰石/丝素(HA/SF)和羟基磷灰石/壳聚糖(HA/CS)表面诱导类骨磷灰石层形成的差异.实验结果表明,HA陶瓷及其复合材料在2×SBF溶液中仿生浸泡7d后,各样品表面均有一层厚度不同的类骨磷灰石层生成.并且该类骨磷灰石层的结晶度较低,晶粒较细(15～30nm),与人体自然骨无机物的结构非常类似.其中,在这4种复合材料中,HA/CS和HA/SF复合材料中因丝素蛋白和壳聚糖富含多种功能基团,能有效促进类骨磷灰石晶体的形核和生长,因而诱导类骨磷灰石生成的能力最强,显示其良好的生物活性.     

丝素蛋白/纳米生物玻璃复合多孔支架的结构与性能

采用冷冻干燥法制备了丝素蛋白(SF)/纳米生物玻璃(NBG)复合多孔支架材料。并用XRD、FT-IR、SEM等对SF/NBG复合支架进行了结构与性能表征。结果表明,SF/NBG复合多孔支架孔连通性较好,孔径为150～300μm,孔隙率为80.6%～90.3%;同时NBG的加入促进了复合多孔支架中SF的构象部分由无规卷曲向β-折叠转变。复合多孔支架抗压强度和抗压模量相比于纯SF多孔支架有较大提高。采用模拟体液浸泡实验研究了复合支架的体外生物活性,并用XRD、FT-IR和FESEM对试样表面进行了表征。结果显示,复合多孔支架经模拟体液浸泡7d后,表面沉积出类骨羟基磷灰石(HA)层,NBG的加入能加快复合多孔支架表面沉积类骨HA的速度。研究结果显示SF/NBG复合多孔支架材料有望作为生物活性良好的骨组织修复材料。     

β-CaSiO_3/丝素蛋白复合支架材料结构与性能的研究

利用冷冻干燥法制备了β-CaSiO_3/丝素蛋白复合支架材料,经XRD和FTIR分析表明复合支架中丝素的结构主要以β-折叠为主;SEM分析显示材料孔隙分布均匀,孔连通性较好,孔径尺寸约为100～300μm.对支架的孔隙率和机械强度等性能进行了表征,研究表明复合支架的孔隙率为83%～87%,机械强度有较大提高.应用模拟体液浸泡实验研究了复合支架的体外生物活性,并用XRD、FESEM和EDS对试样表面进行了表征;结果显示,样品经模拟体液浸泡3天后,表面都能沉积出类骨羟基磷灰石(HA)层,β-CaSiO_3的加入能加快复合支架表面沉积类骨HA的速度.研究结果显示β-CaSiO_3/丝素蛋白复合支架材料有望作为强度较好的生物活性硬组织修复材料.     

矿化丝素/聚乳酸载万古霉素复合材料的制备与改性研究

矿化胶原/聚乳酸复合材料用于修复松质骨缺损取得了进展,但同时力学性能、药物控释等方面有待进一步提高.研究通过生物矿化的原理制备了粒径范围在5～20μm的矿化丝素并与聚乳酸、万古霉素复合,通过控制降温速率实现对聚乳酸分子结晶过程的改变,从而调节复合材料的性能,制备出结晶态SF/HA/PLA1和非结晶态SF/HA/PLA2...     

舰船用高技术新材料的发展

现代科学技术的发展使舰船装备的面貌产生深刻的变化,而高技术新材料又是舰船装备现代化的物质基础,因而在舰船材料的研究与开发中占有很重要的位置。本文综合评述舰船用新型结构材料（新金属结构材料、先进树脂基复合材料、结构陶瓷材料和高温结构材料）和先进功能材料（隐身材料、减振与消声材料、水声换能材料、超导材料、贮氢材料和永磁材料）的发展和应用趋势,并对我国舰船新材料的发展提出意见和建议。     

材料设计研究的3个视角

目的 从设计师、材料特性以及用户体验维度提出材料设计研究的3个视角.方法 采用文献梳理、理论阐述和案例分析的方法对材料设计研究进行系统性整理.结论 材料设计研究的视角包括设计师式的材料探究和材料思维、材料特性和科学选材策略、材料体验和材料驱动创新方法.3个视角有助于厘清材料设计研究的理论和方法,有助于从思维、材料以及体验3个层面构筑材料的研究体系,为未来的材料设计研究提供可行的实践和理论方向.     

新型防护电磁波信息泄漏材料的研究进展

对新型防护电磁波信息泄漏材料的研究现状进行了综述.重点介绍和评述了非晶材料、纳米材料、手性材料和稀土材料在电磁波信息泄漏防护材料中的研究进展.     

沥青基高阻尼材料的研制

介绍了具有高阻尼系数的沥青基阻尼材料的配方、工艺及性能,简述了沥青基阻尼材料的应用效果。     

工程材料研究中科学问题的思考

在不少场合下,航天用工程材料处在极端条件下工作,这就对材料提出许多特殊的要求,虽然国内外有一定的研究积累,但对更精确的模型和符合特定材料的损伤的状态方程,有待深一步研究。如高级弹头再入时气动加热和粒子云侵蚀以及两者耦合效应引起弹头防护材料增大后退量的问题;空中垃圾和微流星的高速碰撞对航天器的威胁;特别是核爆和激光武器对材料的损伤和破坏,实质上是辐射引起的热击波层裂破坏,这些都属于超高速碰撞对材料的响应问题。天线罩材料、吸波材料、红外隐身材料、电磁屏蔽材料都是具有不同波长电磁波的电磁功能材料,它们对固体介质的穿透、吸收、反射等会产生响应,不同的电磁功能材料,其宏观性能的物理参量不同,但有几个参量是通用的,如介电常数、磁导率和损耗角正切,搞清这些参量与材料微观结构的关系,可以为材料设计和材料创新提供科学依据。     

聚酰亚胺泡沫材料在舰船上的应用

概述了聚酰亚胺泡沫材料在国外舰船上应用的情况 ,把聚酰亚胺泡沫材料的性能与双马来酰亚胺泡沫及改性酚醛泡沫等船用隔热隔声材料的性能进行比较 ,分析了在我国开发船用聚酰亚胺的必要性和可能性。     

最佳协同作用陶瓷材料——一种具有革命性材料特性的新材料

最佳协同作用陶瓷材料是具有特殊性能的材料新概念,本文主要对最佳协同作用陶瓷材料的基本概念、最佳协同作用陶瓷材料的研发概况、研究成果及该领域的发展趋势作一概述。     

信息技术和材料的发展趋势

本文简要介绍了主要信息技术和材料(信息处理技术与材料、信息传递技术与材料、信息存储技术和材料、信息显示技术和材料、获取信息的技术和材料和激光材料及光功能材料)、有机光电子材料和信息功能陶瓷材料的发展趋势。     

纳米镍/炭复合材料的制备与磁性表征

以废弱酸型聚丙烯酸系阳离子交换树脂为炭前驱体,经过与镍离子交换后,再经热解制备纳米镍粒子均匀分散于炭基体的纳米镍/炭(Ni/C)复合材料.以XRD、TEM为主要分析手段研究了热解条件对纳米镍粒子在Ni/C复合材料中的形貌、大小的影响.结果表明:通过热解条件可以控制Ni/C复合材料中纳米镍粒子的平均粒径;热解温度的升高和热解保温时间的增加都可使Ni/C中纳米镍粒径增大.磁性能测试结果表明: Ni/C-500表现为超顺磁特性,而Ni/C-600、Ni/C-700为铁磁性;Ni/C-600、Ni/C-700的比剩磁化强度、矫顽力都要大于微米镍粉与块体镍,但其比饱和磁化强度要小于微米镍粉和块体镍.     

聚氯乙烯—岩棉复合发泡吸声材料的研制

利用ＰＶＣ和无机物等研制了一种性能优良的吸声材料。该吸声材料具有低频吸声系数好、成型加工简单、成本低等优点。着重讨论了岩棉含量、厚度、发泡时间和发泡温度等因素对吸声材料的吸声性能的影响。