基于海藻酸自组装胶体粒子的制备及其乳化性能

用海藻酸(ALG)和溶菌酶(Lys)静电自组装制备胶体粒子,用纳米粒度仪和透射电镜对其尺寸和形貌进行表征,研究了溶菌酶和海藻酸的质量比(WR)对胶体粒子性质的影响,得到了具有最佳WR的胶体粒子。胶体粒子具有球形结构,粒径约为143 nm。这种胶体粒子可二次组装在油水界面稳定水包油型Pickering乳液,研究了pH值和盐浓度对胶体粒子性质和乳化性能的影响。随着pH值的增大胶体粒子和乳液滴粒径均逐渐增大而乳化性能逐渐降低; 随着盐浓度的提高胶体粒子和乳液滴的粒径先减小后增大,乳化性能先提高后降低。乳液均保留了一定的活性。     

双亲性嵌段共聚物PS-b-PNVA的RAFT制备及其自组装行为研究

以偶氮二异丁氰(AIBN)为引发剂,二硫化二异丙基黄原酸酯(DIP)为RAFT试剂,引发活性较大的单体苯乙烯(S)和活性较小的单体N-乙烯基乙酰胺(NVA)聚合,成功合成了结构明确、分子量分布较窄(Mw/Mn=1.39)的PSb-PNVA嵌段共聚物并对嵌段共聚物的自组装行为进行了研究。利用凝胶渗透色谱、傅里叶变换红外光谱、核磁共振、纳米粒度仪和透射电镜对嵌段共聚物的分子量、结构及其在水溶液中的聚集行为进行了研究。详细考察了聚合反应温度、RAFT试剂用量、聚苯乙烯分子量等条件对嵌段共聚物的分子量及分布的影响以及嵌段共聚物结构、浓度和水含量等因素对嵌段共聚物形成的胶束的粒径的影响。     

一种基于蜡质自组装的疏水涂层制备方法

用氯仿从荷叶表面提取蜡质,氯仿挥发后蜡质能够在载玻片上自组装形成疏水涂层。扫描电镜观察表明,荷叶蜡质自组装形成的微观结构与新鲜荷叶表面纳米级的管状结构非常类似;静态接触角测试表明,载玻片上的蜡质涂层接触角高达138°±5°;GC-MS分析表明,荷叶蜡质成分主要为长链脂肪烃、脂肪醇、脂肪酸、脂和少量酮。这种疏水表面原则上能按照荷叶蜡质成分及其含量比例关系溶解混合工业原料得到。     

双亲无规共聚物修饰碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备与性能

通过自由基聚合法制备无规共聚物聚甲基丙烯酸缩水甘油酯/N-乙烯基咔唑P(GMA-co-NVC),并将其对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行非共价键表面修饰得到P(GMA-co-NVC)/MWCNTs,再与环氧树脂(EP)复合,采用浇注成型法制备聚合物改性碳纳米管/环氧树脂复合材料。通过拉伸实验、电阻率测试和差式扫描量热法研究聚合物改性碳纳米管对环氧树脂力学、电学和热学性能的影响。结果表明:修饰后的碳纳米管比原始碳纳米管对环氧树脂有更明显的增强和增韧作用,当P(GMA-co-NVC)/MWCNTs质量分数为0.25%时,复合材料的体积电阻率为106Ω·m,相比于纯环氧树脂(1014Ω·m)下降了8个数量级,玻璃化转变温度(Tg)也由144℃提高至149℃。     

有机-无机自组装制备类荷叶结构超疏水涂层及其性能研究

以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂KH550)为连接剂,利用硅氧烷水解形成硅羟基的自组装功能,将聚四氟乙烯(PTFE)烧结形成的纳米级纤维与硅氧烷团聚的微米级粒子结合,制备了具有类荷叶表面形貌的超疏水涂层,其静态水接触角达152°,滚动角约为5°.通过扫描电镜观察涂层的表面微观形貌,发现该涂层具有微/纳米二级结构.利用Cassie方程,探讨了表面微观结构和涂层疏水性能之间的关系.用电化学交流阻抗谱(EIS)分析覆有涂层的试样在模拟腐蚀环境下的腐蚀行为,结果表明该试样的腐蚀电流比裸钢片降低了3～4个数量级,说明该涂层具有较好的防腐性能。     

双亲性共聚物P(St-co-AA)在微通道中自组装研究

以苯乙烯(St)和丙烯酸(AA)为共聚单体,通过普通自由基溶液聚合合成了双亲性无规共聚物P(St-coAA)。双亲性无规共聚物P(St-co-AA)溶液与沉淀剂水在Y型微通道中混合进行自组装。研究了不同因素对胶束形貌以及粒径的影响。用透射电镜(TEM)和动态激光光散射(DLS)表征了自组装胶体粒子的形态、粒径大小及其分布。结果表明溶液流速,微通道尺寸以及共聚物浓度对P(St-co-AA)自组装胶束的有一定影响。     

嵌段共聚物/纳米粒子自组装杂化结构的光吸收性能

结合耗散粒子动力学模拟和时域有限差分方法,研究了两嵌段共聚物(AB)/纳米粒子共混体系的自组装行为及其光吸收性能,分析了纳米粒子与嵌段之间的相互作用参数、纳米粒子大小和共聚物结构对纳米粒子在杂化结构中的分布及其光吸收性能的影响。结果表明,AB/纳米粒子共混体系可形成层状杂化结构,并且调节相互作用参数、纳米粒子大小可以控制纳米粒子分布在A、B相界面或B相,另外共聚物结构也会影响纳米粒子在B相中的分布。当杂化结构中纳米粒子分布不同时,其光吸收率存在显著差异。在可见光范围内,纳米粒子聚集在B相的杂化结构的光吸收率显著高于纳米粒子分布在A、B相界面处的光吸收率,最高可提升75%。改变纳米粒子的分布调控杂化结构的光吸收率,为设计具有优异光吸收性能的杂化材料提供了指导。     

基于主客体识别的自组装金粒子基因载体的构建与性能评价

利用金纳米粒子及环糊精-二茂铁主客体识别作用,制备了2种不同形状的H2O2响应性基因载体GP2(球形)、GR2(棒状),并与传统转染试剂Lipo2000及PEI25k进行了转染及毒性的系统比较。结果表明,2种形状的粒子在同等条件下的转染效率超过了Lipo2000及PEI25k,且棒状粒子的转染效率更高。同时,在可用于转染的范围内,2种粒子表现出与PEI10k相当的较低细胞毒性。     

CaCO3/SiO2复合粒子涂层的表面结构及其疏水性能研究

以机械高速搅拌法制备了具有草莓结构的CaCO₃/SiO₂复合粒子,并对其进行了表面修饰改性.利用聚硅氧烷的自组装功能,将制备的复合粒子与硅氧烷一起制备了具有“荷叶效应”的超疏水涂层,静态水接触角达169°,滚动角约为2°.通过扫描电镜观察涂层的表面微观形貌,发现该涂层具有微米-纳米相结合的双层粗糙结构.微米凸起的粒径在2～3μm左右,纳米凸起的粒径约为200nm左右,与荷叶具有类似的结构排布方式.通过原子力显微镜和接触角的测试,探讨了表面微观结构、涂层粗糙度和涂层疏水性能之间的关系.结果表明：复合粒子构成的非均相界面的水接触角符合Cassie模型.复合粒子赋予涂层的双微观粗糙结构与自组装成膜硅氧烷的低表面能的协同效应,使涂层具有了优良的超疏水性能.     

7AAP/PTA自组装复合胶体微球的制备及其性能研究

在水相中利用七肽7AAP与磷钨酸(PTA)进行自组装,制备了7AAP/PTA复合胶体球形颗粒。采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和紫外可见分光光谱(UV-Vis)等分析方法对自组装行为进行了研究。实验结果表明,7AAP与PTA在酸性条件下能自组装形成球形颗粒。当pH为5、PTA与7AAP的物质的量比为1∶4.5时,获得的球形颗粒分散性良好,形状规整。此外,该颗粒具有较好的温度敏感性,可能在药物缓释方面具有潜在应用。     

仿生超疏水涂层的制备及其性能

目前,超疏水涂层多采用含氟低表面能化合物制备,成本较高,工艺较复杂,限制了其推广应用.为此,通过在环氧酚醛涂料中加入具有疏水作用的表面活性剂和微米轻质碳酸钙颗粒改变涂料的表面状态,在碳钢表面制备了具有仿荷叶表面结构的疏水涂层.利用扫描电镜和接触角测定仪对涂层的表面形貌和疏水性能进行了表征.结果表明:涂层的结构与荷叶表面的的乳突结构具有较好的一致性,水滴在涂层表面的接触角得到了显著提高;涂层具有良好的疏水功能.     

微纳米颗粒/硬脂酸超疏水涂层的仿生构建及其性能研究

通过一步喷涂法将微纳米表面构建与低表面能物质修饰相结合,制备了超疏水仿生涂层;开展超疏水材料涂覆技术研究,分析总结不同涂敷方式对涂层的性能影响;测定了不同粉体种类与浓度下涂层的疏水性能差异,分析评价其对涂层疏水性能的影响;优选涂层材料配比对混凝土试块进行疏水改性,并测试其防污性能;通过LW-AB法表面能计算,探讨了涂层粗糙度与表面能之间的关系,并使用SEM对其表面微观形貌进行了表征。结果表明,在添加微纳米颗粒的情况下,喷涂制备的涂层接触角比浸涂制备的涂层大1/3左右,滚动角比浸涂制备的涂层小85%以上,体现了较好的疏水性能;涂层的疏水性能受表面能与粗糙度的影响,且随着硬脂酸浓度的增加、粉体浓度的增加与粉体颗粒粒径的减小,涂层的疏水性能呈增强的趋势,接触角达到165.27°,滚动角低至0.9°;经过超疏水处理后,混凝土试块表现出明显的防污与自清洁性能;表面能计算表明,在添加同样硬脂酸含量的条件下,随着粗糙度的增加,涂层表面的降低至4.89 mJ/m~2,仅为纯硬脂酸涂层的26.84%。     

自组装金纳米粒子及其SERS应用

利用柠檬酸钠还原法制备了粒径均匀的AuNPs,并成功实现了其在APTMS修饰的玻璃表面的自组装,得到表面增强拉曼(SERS)基底。以R6G为探针分子检验了SERS基底的活性,其具有较强的增强性能。探讨了不同粒径AuNPs对SERS基底性能的影响,结果表明SERS基底的增强因子随着粒径的增大而增强。这种自组装策略为低浓度有机污染物的探测提供了一种有效的方法。     

硅表面自组装膜的构建及其摩擦学性能研究进展

总结了目前在单晶硅表面构建的几类典型的分子自组装膜,并着重介绍了近十几年里各类自组装膜在摩擦学性能研究方面所取得的进展.单层膜能够有效降低硅基底的摩擦系数,但是其承载能力和抗磨损性能较差,其中较为典型的是OTS(十八烷基三氯硅烷)自组装膜;有机双层膜和多层膜的出现,一定程度上改善了单层膜的承载能力和耐磨性,但膜的有序性和稳定性还有待于进一步的提高;近年来,有机/无机复合膜的研究为改善硅表面的摩擦学性能提供了一条新的途径,有望成为今后该领域研究的一个重要方向.     

PTFE自组装涂层对PPS滤料性能的影响

PPS滤料因其极高的性价比在烟气过滤领域中得到广泛应用,然而,PPS滤料在工作过程当中极容易遭到氧化破坏,缩短使用寿命。对PPS滤料分别进行PTFE浸渍涂层和PTFE自组装涂层处理,并通过SEM、拉伸强力仪、VDI滤料动态过滤性能测试仪等对所制备滤料的表面性能和过滤性能进行比较。结果表明,相较于PTFE浸渍涂层滤料,PTFE自组装涂层滤料纤维表面覆盖率大大提高,纤维表面颗粒覆盖率95%,并且纤维空隙没有多余团聚的PTFE颗粒。由于PTFE在滤料纤维表面上形成的包覆保护作用,PTFE自组装涂层滤料相较于纯PPS滤料和PTFE浸渍涂层滤料表现出优异的耐酸碱腐蚀、耐氧化性以及过滤清灰性能。因此,PTFE自组装涂层滤料技术为制备高寿命、易清灰滤料提供了一种有益的思路。     

聚酯薄膜表面接枝含硅共聚物及其疏水性能

利用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在聚酯薄膜表面接枝由γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)和甲基丙烯酸甲酯形成的共聚物,以提高基体材料的表面疏水性。研究不同反应条件下接枝含硅共聚物对聚酯薄膜表面组成、结构和性能的影响。通过衰减全反射-傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FT-IR),X射线光电子能谱仪(XPS)以及扫描电子显微镜对接枝改性前后聚酯薄膜的表面组成、结构和形貌进行分析;利用接触角测试对比研究聚酯薄膜接枝改性前后的表面性能。结果表明,随反应时间延长,反应温度的提高,聚酯薄膜表面水接触角不断提高,最高达到95.8°,表面自由能下降,疏水性提高。     

基于胶体微球自组装光子晶体的结构生色

综述了近年来基于胶体微球自组装光子晶体结构生色的研究进展.先简要介绍了光子晶体和结构生色理论,然后阐述了以胶体微球为基本结构基元构筑光子晶体的自组装方法,探讨了光子晶体的结构色效果的表征方式和稳固性增强方法,最后总结了用胶体微球自组装法制备光子晶体的困难并展望了发展方向.     

星形两亲性嵌段共聚物的自组装及其药物控释行为研究

考察了星形两亲性嵌段共聚物-C(CH2OCOCH2- PS80-b-PDMA111)4在选择性溶剂中的自组装过程,通过DLS研究了嵌段共聚物组装成胶束的粒径及粒径分布,并采用TEM观察了胶束的形貌.研究了在不同的pH条件下,胶束粒径随温度的升高而变化的现象;以及胶束在去离子水及pH=10的缓冲溶液中对CLB的控制释放行为.结果发现:嵌段共聚物在选择性溶剂中可自组装成粒径均匀的球形聚集结构,粒径在406nm左右,粒径分布为0.113;在pH=10的缓冲溶液中,胶束浓度较小时,粒径随温度的升高而减小,而浓度较大时胶束粒径则会增加并发生胶束间的聚集直至沉淀析出;在去离子水中,胶束能够有效地加载药物并能延长药物的释放时间.