研究人员研发混合光伏材料

荷兰Emdhoven科技大学的研究人员通过使聚合物和纳米尺度金属氧化物相结合,研发出聚合物太阳能电池混合光伏材料。当材料被阳光照射时,在聚合物和纳米尺度金属氧化物的界面会产生电荷。     

基于气体分离混合基质膜的界面调控

混合基质膜(MMMs)结合了传统有机膜材料和无机纳米材料的优势,突破了传统聚合物膜材料的渗透性与选择性之间的权衡限制,即"trade-off"效应,为高效的分离膜材料研究提供了新途径.但由于聚合物基体与纳米填料之间的相容性问题,往往在有机-无机相界面中形成空穴、僵化等非选择性缺陷.本文综述了MMMs常用的克服界面缺陷的调控技术,主要有聚合物基体的物化调控、纳米填料的物化调控、添加界面黏合剂以及后处理,并针对目前的调控方法提出存在的问题和展望,为高性能膜分离材料的制备方法提供新思路.     

高分子纳米复合气敏材料研究进展

综述了近年来高分子纳米复合气敏材料的研究进展,主要介绍了聚合物/碳纳米管、聚合物/金属氧化物和碳纳米管/金属或金属氧化物3类气敏材料的研究结果,指出今后研究的重点并对其研究前景作出了展望。     

多功能纳米多层涂层

三个在纳米材料开发和商业化领域处于领先地位的公司共同开发出聚合物纳米复合材料涂层技术。该技术既利用有机聚合物，又利用尖端无机材料，改进了涂层性能，从而提高了制造工效。这三家公司是：生态涂层公司，一家纳米工程、紫外固化涂层供应商；纳米动力公司，一家超级纳米材料顶级生产商和金属材料合作公司：一家纳米材料合成工艺开发商。     

改性聚磷酸铵/海泡石协同膨胀阻燃聚丙烯应用研究

近些年,聚合物纳米填充阻燃材料吸引了广泛的关注,和传统聚合物材料相比,添加纳米材料后使聚合物纳米材料的力学性能和阻燃性能显著改善。高模量、较强的阻隔作用、较高热稳定性、较好的力学性能等显著特征,使聚合物纳米材料具有广泛的应用前景。目前文献关于纳米阻燃聚合物材料的报道主要以层状硅酸盐纳米材料为主。     

SiO2的功能化改性及其与聚合物基体的界面研究进展

纳米二氧化硅(SiO_2)作为一种最常用的无机纳米材料,受到了各个领域研究者的广泛关注且已得到实际应用。以纳米SiO_2作为改性填料,得到的聚合物纳米复合材料兼具了聚合物基体和纳米SiO_2二者的优点,因而表现出优异的力学性能、热学性能、光学性能以及化学稳定性等。但是纳米SiO_2表面富含大量活性硅羟基,极易团聚,用一般方法难以实现其在纳米尺度上的均匀分散以及与高分子基体材料间良好的界面粘结。因此,在制备纳米SiO_2改性的聚合物基纳米复合材料前,研究者们常通过对SiO_2进行表面改性,以改善其与聚合物基体的界面相容性及其在聚合物基体中的分散性,并赋予其一定的功能性。目前,纳米SiO_2的改性方法有很多,总的来说主要为物理改性和化学改性,而根据改性剂的种类不同,又可以分为有机改性、无机改性和杂化改性三种。聚合物/纳米SiO_2复合材料的优异性能不仅取决于有机聚合物和无机纳米SiO_2两组分的性能,还取决于两者间的界面结构和形态特征。尽管界面相的体积含量只占总体积含量中很少的一部分,但是界面间的相互作用、界面处聚合物结构与基体结构的差异、界面相微观形貌的变化等都会使整个复合体系的宏观性能发生明显的改变。因而针对有机聚合物与无机纳米SiO_2间的界面研究对于纳米复合材料性能的优化设计具有重要的科学意义。近年来,关于聚合物与无机纳米粒子之间的界面研究主要集中在两个方面:一方面是聚合物及无机纳米粒子表面的物理、化学性质对界面处性能的影响;另一方面是聚合物基体与无机纳米粒子之间的界面相互作用对复合材料性能的影响。目前,常通过现代仪器分析技术测试界面相的微观形貌(如粗糙程度、厚度等)及化学结构(如化学键合方式、键能等),或结合分子动力学模拟阐明分子集合体结构以及相互间的微观作用机理,从理论角度更准确地解释界面性能和界面行为,为复合材料的优化设计提供理论基础和新方法。本文归纳了有机改性、无机改性和杂化改性三种方法在纳米SiO_2的功能化方面的研究进展,讨论并对比了不同改性方法的优势和缺点,较全面地综述了当前现代仪器分析表征和分子动力学模拟在聚合物/SiO_2界面作用研究方面的最新进展,最后展望了纳米SiO_2与聚合物基体界面作用未来研究的工作重点。     

纳米材料对高氯酸铵热分解催化作用的研究进展

综述了纳米材料对高氯酸铵热分解催化作用的研究进展,总结了纳米金属氧化物材料、纳米金属材料、纳米复合材料以及其他纳米材料对高氯酸铵的热分解催化作用,指出了纳米材料在对高氯酸铵热分解催化作用研究中存在的问题.     

非酶纳米电化学传感器用于有机磷农药残留物 检测综述

近年来,非酶纳米电化学传感器检测有机磷农药的研究受到广泛关注。非酶纳米电化学传感器具有检测成本低、操作方便、灵敏度高、响应快速等优点。碳纳米材料、纳米金属颗粒、纳米金属氧化物和纳米导电聚合物及其复合材料的出现,大大提高了有机磷农药电化学传感器的性能。随着纳米技术的出现,在合成纳米材料用于分析物特异性检测方面取得了进展,这些材料可用于构建高特异性、强选择性和经济有效的电化学传感器,以取代其他分析技术。鉴于各类纳米材料新结构的重要性,对非酶纳米电化学传感器领域的最新研究进展进行综述,并重点介绍纳米复合材料在有机磷农药检测中的应用。     

聚合物基复合介电材料的研究进展

聚合物基复合介电材料是以有机聚合物为基体,将具有高介电常数或易极化的微纳米尺寸的无机颗粒或其它有机物作为填充物复合而成,综合了无机材料的高介电性能,同时还兼备聚合物的粘结性、韧性、易加工性,在信息和微电子工业等领域具有广泛应用.该领域的研究与应用的关键是材料合成路线的设计与性能的有机结合,聚合物基体与表面修饰无机颗粒界面的良好作用,使其具有优良的介电特性.将聚合物基复合介电材料的填料颗粒分为铁电陶瓷、氧化物、碳纳米管类、金属导电颗粒、全有机高分子等几种类型,并概述了各种类型的聚合物基复合介电材料的研究状况,着重分析了聚合物与无机颗粒界面的相互作用,展望了聚合物基复合介电材料未来的发展趋势.     

有机-无机杂化体异质结太阳电池研究现状

有机-无机杂化体异质结太阳电池以无机半导体纳米晶作为电子受体,共轭聚合物作为电子给体,是近年来的一个研究热点。在设计上,有机-无机杂化材料兼具有机材料的柔性、结构多样性、易加工和无机材料载流子迁移率高、稳定性好的优势,具有良好的发展前景。介绍了有机-无机杂化体异质结太阳电池的结构、工作原理,从共轭聚合物、无机半导体纳米材料以及电池制备工艺3个方面综述了近年来国内外研究现状,主要包括有机-无机杂化体异质结太阳电池中常用共轭聚合物结构、带隙,无机纳米晶种类、形貌、表面改性以及有源层厚度、形貌调控等内容。着重介绍了基于CdSe、TiO2、PbS类纳米晶的太阳电池。最后讨论了有机-无机杂化体异质结太阳电池目前存在的问题和发展方向。     

纳米无机物/聚合物复合吸波功能材料

新型吸波材料在技术上要求强吸收、轻质、宽频、红外微波吸收兼容且综合性能好，利用纳米材料特殊的电磁光性能及有机聚合物的优良性能研制纳米无机物／聚合物复合吸波功能材料是实现该技术要求的有效途径。文中从吸波材料物理机制出发，评述了纳米无机物／聚合物用作吸波材料的优点及制备方法。     

聚合物/过渡金属氧化物纳米复合材料在电致变色性能上的研究进展

聚合物/过渡金属氧化物纳米复合材料是近年来引人注目的一种新型功能性材料.介绍了这类材料的种类和制备方法,综述了聚合物/过渡金属氧化物的电致变色性能,探讨了聚合物/过渡金属氧化物的电致变色机理.     

3D打印聚合物纳米复合材料的研究进展

相对于传统制造方法如挤出成型、模压成型等,3D打印技术不仅能够快速成型结构复杂且精细的产品,而且还可以根据不同功能、性能需求选择不同材料进行快速制造.凭借这一优势,3D打印越来越受到人们的重视,越来越多的3D打印产品被应用到人们的生活、学习和工作中.在众多3D打印材料中,聚合物材料(如热固性和热塑性聚合物等)的占比大、应用广,大到房屋内饰、小到微/纳米电子设备都可以通过3D打印聚合物材料来实现.然而,相比于传统方法制造的聚合物材料,3D打印聚合物材料强度低、打印层之间界面结合差,所以目前3D打印聚合物材料主要用于模型和非结构材料.为提高3D打印聚合物材料的强度,纳米材料(如纤维素纳米晶)常被用作增强体与聚合物材料混合打印,以此制备高强、多功能的3D打印纳米复合材料.纤维素纳米晶来源广泛、价格低廉、可再生、强度高,是一种十分理想的天然纳米增强材料.因此,近年来纤维素纳米晶在3D打印聚合物纳米复合材料中的应用受到广泛关注.除研究纳米材料对3D打印聚合物材料性能的影响外,研究者们还从纳米材料改性和新型纳米材料的研发等方面不断进行尝试,在提高3D打印聚合物纳米复合材料强度的同时赋予其更多的功能性,并取得了丰硕的成果.此外,借助光固化3D打印和聚合物熔融沉积成型两项基本原理相近、成型机理不同的3D打印技术,研究者们从打印纳米复合材料的结构、性能及功能出发,分别研究不同打印技术实现材料"结构-性能-功能"的可能性和可行性,为3D打印聚合物纳米复合材料的拓展应用提供了可靠依据.本文在简述3D打印技术的基础上,重点阐述常用于热固性和热塑性聚合物3D打印技术的基本原理和特点;着重分析两项不同3D打印技术在聚合物纳米复合材料领域的应用情况,总结3D打印聚合物纳米复合材料的性能特征和应用范围,以期为3D打印纳米复合材料的广泛应用奠定基础.     

反相微乳技术在纳米粒子制备中的应用

综述了反相微乳液的组成特点以及利用反相微乳液技术制备纳米微粒材料的基本方法;对当前利用反相微乳技术制备金属、金属氧化物、有机聚合物等各种纳米颗粒材料的研究现状进行了讨论,并对反相微乳液技术制备纳米粒子的各种影响因素进行了归纳总结.     

原位聚合制备有机-无机复合材料的研究进展

综述了原位聚合有机-无机纳米材料的制备方法,其中包括聚合物与纳米SiO2的复合,聚合物与层状硅酸盐纳米材料的复合,聚合物与纳米TiO2复合以及聚合物与其它纳米粒子的复合等方面的研究进展;较详细介绍了其发展现况和存在的问题,并对制备方法进行了展望.     

光热型纳米材料在癌症治疗中的应用

介绍了光热型纳米材料在癌症治疗中的应用,包括无机非金属类、贵金属类、有机小分子类、有机高分子类,并重点对多孔硅基纳米复合物在癌症光热治疗中的应用进行了综述与展望。     

无机—有机纳米杂化材料的分子设计与构筑的研究

着重介绍用分子设计制备无机—有机纳米杂化材料的新方法及其结构、性能演变规律和功能化的工作。特别介绍关于纳米晶—聚合物杂化材料、纳米二氧化硅—聚合物纳米复合材料及其有机—无机聚合物表面结构与性能关系规律。如通过对纳米无机材料功能化修饰,使其含有与聚合物共聚的官能团,实现了与聚氨酯、硅橡胶、环氧树脂的分子组装,形成了无机—有机的互穿网络式嵌断共聚物,大大提高了聚氨酯、硅橡胶和环氧树脂的力学性能和热稳定性能。该聚氨酯杂化材料的拉伸强度和伸长率比未改性前均提高了2倍以上。通过原位聚合、聚合物刷、从表面接枝技术制备出高性能材料。探讨用催化链转移聚合等聚合方法实现新颖有机—无机纳米杂化材料的制备及其表面构筑。通过无机材料的表面设计和表面处理控制无机/聚合物复合材料的界面结构和行为,得到了多种性能优良的多元多尺度复合材料。提高纳米杂化复合高分子材料的加工性能,探索其特异的光电等特异性能。     

纳米材料改性聚磷酸铵在聚合物阻燃中的应用研究进展

综述了纳米材料改性聚磷酸铵(APP)的方法及其在聚合物材料中的协同阻燃作用。重点讨论了纳米二氧化硅(SiO2)、纳米碳酸钙(CaCO3)、海泡石、碳纳米管、纳米纤维素、纳米蒙脱土和可膨胀石墨改性APP协同阻燃聚合物材料方面取得的研究成果。提出了纳米材料改性APP在阻燃应用中存在的一些问题。     

POSS/聚合物纳米复合材料的制备及其在光电材料中的应用

多面体低聚硅倍半氧烷(POSS)是一种新型有机-无机纳米材料。由于其具有优异的光学、电学、力学和热稳定性能,利用具有笼状结构的POSS带有的一个或多个具有反应活性的官能团进行聚合、接枝、表面改性等将POSS引入聚合物分子链段,制备有机/无机纳米复合材料,可以明显改善聚合物的光、电、热等性能。综述了POSS/聚合物纳米复合材料的制备及其在光电材料中的研究进展。     

基于活性自由基聚合的聚合物材料在纳米生物材料中的应用进展

纳米材料一直在生物医学材料领域有着广泛的应用,而聚合物材料又是纳米材料中相当重要的一类。在合成聚合物纳米材料的诸多聚合方法中,活性自由基聚合以其能控制聚合物分子量及分布、分子设计能力强、可聚合单体种类多等特点脱颖而出,成为合成聚合物纳米材料的主要方法。着重介绍由活性聚合所得的聚合物材料在纳米生物材料中的应用进展。