水凝胶的制备及应用研究

水凝胶是一种具有三维网络结构的新型功能高分子材料,以其含水量高、溶胀快、具有良好的生物相容性、对外界刺激具有良好的响应性等被广泛应用于很多领域,具有广阔的应用和发展前景。本文重点介绍了近年来水凝胶的制备方法,同时综合介绍了水凝胶在医药、工农业等领域的应用,并对其未来的发展进行了展望。     

温敏型分子印迹水凝胶的研究进展

近年来分子印迹技术发展迅速,以其高选择性、预定识别性等优点,在分离工程、化学传感器及模拟酶催化等领域均得到了广泛应用,但是其在水凝胶方面的研究却较少。将温敏水凝胶引入分子印迹技术制备温敏印迹水凝胶不仅能保持其特异识别性能,还赋予其对环境温度变化的响应性,使其对模板分子的识别具有温度可控性。本文简单介绍了温敏型分子印迹水凝胶的基本原理和制备方法,基于模板分子种类的不同,着重综述了温敏印迹凝胶在金属离子、有机小分子及生物蛋白方面的应用。同时对温敏印迹水凝胶的发展方向进行了展望,指出温敏印迹水凝胶将在物料分离、药物控释等领域表现出较好的应用前景。     

环境刺激响应型高强度智能水凝胶研究进展

环境刺激响应型智能水凝胶能够对外界环境因素的变化产生显著的体积或其他特性的变化,且其性质和结构与生物组织类似,有望应用于人工软骨、人造肌肉、组织工程等领域,引起了广泛的关注。提高环境刺激响应型智能水凝胶的力学性能是智能水凝胶应用研究的重要方向之一。本文综述了近年来环境刺激响应型高强度智能水凝胶的研究进展,简述了高强度智能水凝胶的网络结构的构建策略与方法,分析了其具备高力学性能的机理,重点介绍了4类不同结构的高强度智能水凝胶,即超低交联结构水凝胶、纳米颗粒复合水凝胶、拓扑结构水凝胶以及双网络结构水凝胶,最后讨论了环境刺激响应型高强度智能水凝胶在面向应用的研究过程中仍然需要解决的关键科学问题,如智能水凝胶的环境刺激与力学性能的博弈效应以及响应环境刺激前后的力学性能差异等。     

刺激响应性短肽水凝胶研究进展

随着现代化工技术的不断进步,刺激响应性水凝胶越来越受到科研人员的关注.刺激响应性短肽水凝胶可在外界的刺激包括pH值、温度、光和酶等物理和化学因素下做出相应的表现,控制其化学构象或理化性质的改变,对所受到的刺激做出相应的响应.对其独特性质进一步研究,将其运用于生物传感、药物控释和组织修复等医学领域,有着较好的发展前景.本...     

智能型水凝胶材料及其应用

本文综述了智能型水凝胶的制备方法及该凝胶对环境的刺激响应性,重点介绍了它的温敏效应、pH敏效应、压敏效应、光敏效应及电敏效应。最后介绍了它的应用现状。     

基于温度和pH敏感的刺激响应纳米凝胶的研究进展

纳米凝胶是一种基于水凝胶的三维网状结构聚合物,以独特的水凝胶特性和纳米多孔结构,被认为是一种潜在的药物递送载体。具有刺激响应性的纳米凝胶可以针对不同的刺激信号(如温度、p H等)作出响应而释放已共价偶联或静电吸附的药物。特殊的理化性质、较高的药物封装率和优异的生物相容性等优势使其在生物医药等领域得到广泛关注。本文以纳米凝胶响应刺激的个数为切入点,依次概述了单刺激、双刺激以及多刺激响应纳米凝胶作为药物递送系统在癌症治疗中的最新进展。     

双多重刺激响应水凝胶应用于伤口愈合的研究进展

介绍了伤口愈合的过程以及愈合过程中伤口处微环境的变化,叙述了目前根据伤口处不同环境变化(如pH、温度、活性氧含量和葡萄糖含量等)而设计的智能响应水凝胶,总结了可以应对2种及以上伤口微环境变化的双重或多重刺激响应性水凝胶的制备过程,以及水凝胶如何对伤口实现智能响应和精准治疗的应用,并讨论了今后应用于伤口愈合水凝胶的设计方向。认为目前的水凝胶多数用于浅表创伤的治疗,如何对深度损伤的慢性伤口实现加速愈合的效果是扩展水凝胶应用的关键;从材料角度出发,可以深度研究创面愈合机制,设计开发多重刺激响应水凝胶以满足不同类型的创面的需求,从而使水凝胶在伤口愈合方面有更广阔的应用前景。     

基于纤维素的刺激响应材料研究进展

基于纤维素的刺激响应材料在可持续发展、生物相容性、廉价易得等方面与传统的刺激响应材料相比具有更大的优势。以纤维素刺激响应材料的刺激源为线索,简述其制备过程和功能特性,讨论了影响其刺激响应效果的因素,对基于纤维素的刺激响应材料的应用前景做了论述。     

热和光刺激响应型离子凝胶研究进展

热和光刺激响应型离子凝胶是能够在温度和光的刺激下,离子凝胶的体积能够发生突变的一类凝胶。这一类离子凝胶在致动器和智能开关等领域具有潜在的应用前景。综述了热和光刺激响应型离子凝胶的分类,并对其发展趋势进行了展望。     

双端三齿配体基La(Ⅲ)凝胶聚合物合成及性能

以1,6-二溴己烷和1,8-二溴辛烷与富含氮单体2,6-二苯并咪唑基-4-羟基吡啶反应制备双端三齿配体1,6-二-[2,6-(二苯并咪唑基)吡啶氧基]己烷和1,8-二-[2,6-(二苯并咪唑基)吡啶氧基]辛烷。两种配体分别与过渡金属离子La(Ⅲ)组装得到具有温度响应性和化学刺激响应的凝胶聚合物,并具有一定的荧光效应。NMR表征表明,成功地制备了单体及配体,应用TG、XRD对聚合物的性能进行测试。刺激响应性实验表明,该凝胶聚合物对温度具有可逆的响应性,并对化学试剂甲酸具有化学刺激响应性。光学性能研究表明,在紫外线的照射下,聚合物具有明显的发光现象,最大发射峰都位于419 nm处。     

仿生超疏水金属材料制备技术及在化工领域应用进展

超疏水表面是材料研究热点,而超疏水金属材料在化工领域应用前景广阔。本文对超疏水金属表面材料在制备方法和实际应用的最新进展进行了综述,在浸润模型基础上,重点概括了针对金属构建微纳粗糙结构用于超疏水表面制备的方法,并对包括自清洁、流动减阻、强化换热、抗结冰、金属防腐、油水分离等常见化工领域应用以及新开发的如防垢、滚动造粒、蒸发结晶等新应用方向的最新相关研究成果进行了总结,并提出了规模化绿色廉价快速一步制备稳定高效超疏水金属表面是未来研究趋势。     

聚酰亚胺气凝胶制备、性能及应用进展

聚酰亚胺气凝胶具有高比表面积、低密度、低热导率等优点,但是存在易吸湿、收缩率大且在制备过程中大量使用有机溶剂以及使用价格昂贵的化学交联剂等问题。本文主要介绍了目前聚酰亚胺气凝胶的制备方法、性能及其应用,重点综述了二酐与二胺缩合反应法、异氰酸酯法、开环易位聚合法。简述了几种方法的制备原理,同时也总结了聚酰亚胺气凝胶在隔热、抗辐射、油水分离、过滤等领域应用的研究进展。最后,对聚酰亚胺气凝胶的制备方法及实际应用进行了总结与评价,提出在今后的研究工作中要以解决易吸湿、收缩率大、探索其他类型交联剂作为重点。并且,立足于目前聚酰亚胺气凝胶及其复合材料的发展趋势,对今后聚酰亚胺气凝胶新的存在形态、新的应用领域进行了展望。     

典型过程强化技术在纳米材料制备中的应用进展

纳米材料被誉为21世纪的新材料,广泛应用于化工、电子、国防、陶瓷等领域.传统的纳米材料制备方法面临粒径控制较困难、批次间重复性差,存在放大效应等不足.过程强化技术是化学工程学科的研究前沿和热点方向之一,旨在通过在生产过程中采用新工艺、新设备等手段,实现缩减操作单元、减小设备体积、提高生产能力及能量利用效率的目的,是实现...     

二维黑磷的制备、表面功能化与光电催化

黑磷作为一种新型的单元素直接带隙半导体,因其独特的二维结构展现出诸多优异特性,在光电、生物、传感、信息等领域具有很大的应用潜力。近年来,针对黑磷的制备和应用,发展出许多新方法和新技术,例如：通过液相超声/剪切、高能球磨、电化学剥离和等离子体辅助剥离等技术实现了二维黑磷的高效制备;发展了系列物理、化学方法对二维黑磷进行表面修饰,抑制其与水、氧接触,提高了二维黑磷的稳定性并提升了光电等物理性能;借助构建异质结构、掺杂等方式改变黑磷表面电子态密度、增加活性位点,提高了二维黑磷材料的催化活性。从二维黑磷的制备、表面功能化与光电催化三方面出发,综述目前的研究现状和未来可能的发展方向。     

MOF复合材料在气体吸附分离中的研究进展

作为一种新型多孔材料,金属有机骨架（metal-organic framework, MOF）材料因其具有高孔隙率、大比表面积、孔尺寸高度可调、结构多样等优点,近年来在气体吸附与分离领域显示出广阔的应用前景。然而,在MOF材料的工业化进程中,仍存在稳定性差等问题需要解决。将MOF材料与其他功能材料进行复合,实现不同材料间的协同效应,在保证吸附分离性能的同时,显著提升MOF材料的结构稳定性。本综述概述了MOF基复合材料的构筑策略,与MOFs构筑复合材料的材料,包括碳基材料、离子液体、MOFs、分子筛等。分析了各种MOF复合材料在气体吸附与分离领域的应用进展,并对该研究方向进行了展望。     

纳米二氧化钛的制备及其应用研究进展

纳米二氧化钛是一种新型的无机材料,具有一定的光学性质、化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性等特性。文章主要综述了纳米二氧化钛的制备方法以及其在不同领域如废水处理、化妆品、涂料、塑料制品等方面的应用。     

植物纤维/聚乳酸生物质复合材料的制备及应用现状

聚乳酸是目前已开发的生物降解高分子中最具潜力的一种。尽管它具有众多优异的性能,但是,仍存在一些如脆性大、成型稳定性差等缺点。因此,对聚乳酸进行复合改性是目前重要的研究趋势。文章综述了近年来聚乳酸基生物质复合材料的研究进程。以聚乳酸为基体,以麻纤维、木纤维、竹纤维或其它植物纤维为生物质填料,采用热压、挤出等方法生产不同种类的聚乳酸基生物质复合材料,介绍了植物纤维的改性方法,如碱处理、化学改性、微生物改性等,并对这些生物质复合材料的力学性能、热稳定性能、结晶性能、尺寸稳定性能等进行了简要阐述,同时,对聚乳酸基生物质复合材料的应用领域及开发前景进行了展望。     

纳米或多孔氧化铬粒子制备的研究进展

综述了近年来国内外纳米或多孔氧化铬的制备方法,即气相法、固相法和液相法（主要包括热分解法、沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、模板法、溶液燃烧法、超声化学法等）;讨论了各制备方法对粒子表面形貌、粒径尺寸或孔结构、晶相结构等的影响;展望了今后对这类纳米或多孔材料研究与应用的发展方向。在诸多制备方法中,模板法或其与其他方法的联用法是制备规整形貌、有序孔结构、均匀粒径分布、高热稳定性氧化铬的较为适宜的方法。模板法有望发展成为高效实用的催化剂制备技术。     

一维贵金属纳米材料的控制合成与应用

一维纳米材料具有优良的尺寸效应,一维贵金属材料表现出不同于相应块体材料的特殊物理化学性能。本文以一维贵金属纳米结构的合成方法和机理为探讨重点,总结了近年来国内外用于控制合成一维贵金属纳米材料的主要方法,包括模板法、多元醇还原法、化学电沉积法以及金属催化还原法。着重以金属银、钯为例,介绍了其形状可控的一维纳米结构的生长机理,并以金、银等一维纳米材料为例介绍了其一维纳米结构在功能材料以及生物医学等领域的应用前景。指出建立一维金属纳米结构制备科学的新理论、新方法及其成核生长动力学模型是进一步研究的方向。     

Atom transfer radical polymerization in inverse miniemulsion: A versatile route toward preparation and functionalization of microgels/nanogels for targeted drug delivery applications

This short review describes application of atom transfer radical polymerization (ATRP) in inverse miniemulsion and disulfide–thiol exchange to prepare well-defined biodegradable functional nanogels (ATRP-nanogels). Due to the formation of uniform network, the ATRP-nanogels have higher swelling ratios, better colloidal stability, and controlled degradation, as compared to nanogels prepared by conventional free-radical polymerization. Various water-soluble biomolecules such as anticancer drugs, carbohydrates, proteins, and star branched polymers were incorporated into ATRP-nanogels at high loading level, by in-situ physical loading or by in-situ chemical incorporation via covalent bonds. The nanogels crosslinked with disulfide or polyester linkages were degraded either in the presence of biocompatible reducing agents or by hydrolysis for controllable release of the encapsulated drugs. ATRP-nanogels contain bromine end groups that enable further chain extension and functionalization with biorelated molecules. They are also easily functionalized by copolymerization with functional monomers or use of functional ATRP initiator during synthesis. These functional nanogels have capability to be further chemically modified and bioconjugated with cell-targeting proteins, antibodies, and integrin-binding peptides to increase cellular uptake via clathrin-mediated endocytosis. These results suggest that such well-defined functional nanogels have great potential for targeted drug delivery applications.