碳纳米管的自组装研究进展

用自组装技术组装的碳纳米管具有新奇的光、电、催化等功能和特性，因此具有良好的发展前景。近年来，许多方法已经用于碳纳米管的组装；综述了化学吸附自组装、静电自组装、模板辅助自组装及DNA操纵下的自组装等几种主要的碳纳米管的组装方法，并对各种方法的特点及研究现状进行了评述。     

交联羧甲基羟丙基纤维素结构的研究

本文对羧甲基羟丙基纤维素(CMHPC)及其与三价铬和铝离子的交联产物进行拉曼谱图分析,了解关于交联对CMHPC结构所产生的影响。结合红外谱图和动态粘弹性分析,进一步明确了CMHPC交联产物的结构特征。     

羟丙基甲基纤维素对碳纤维分散性的影响

通过碳纤维在新拌水泥浆体中的变动系数、硬化水泥浆体电阻率和SEM分析测试等综合评价了羟丙基甲基纤维素(HPMC)对碳纤维在水泥浆体中的分散性的影响。试验发现:HPMC能显著改善纤维的分散,掺量在0.2%～0.4%时,分散效果较好。分析认为机理在于其分子结构中的极性羟基基团与碳纤维表面的极性羟基基团或羰基基团以及水分子之间形成氢键,增强了短碳纤维表面的亲水性和浸润性,提高了短碳纤维的分散性;但掺量较大反而由于体系粘聚性增加而影响分散性,且由于引入较多气泡而使电阻率提高。     

羟丙基纤维素的微观结构和溶解性及再生

基于碱性水性溶剂体系采用核磁共振谱、偏光显微镜和X射线多晶衍射仪等方法研究了羟丙基纤维素的微观结构、溶解性和再生特性。实验结果表明,在较低温度下,醚化物质的量取代度为0.19、黏均分子量约2.3万道尔顿的羟丙基纤维素在8%氢氧化钠、6%尿素和6%硫脲混合水溶液中显示良好的溶解性,室温干燥和高温干燥再生后的羟丙基纤维素都为纤维素Ⅱ型晶型;在较高温度下和不良溶剂体系中,未完全溶解的羟丙基纤维素在溶液中成棒状或片状结构,且伴随着高表观黏度,室温干燥和高温干燥再生后的羟丙基纤维素均存在纤维素Ⅰ型晶型。     

羟丙基纤维素/壳聚糖共混膜的制备与性能

采用溶液共混法制备了一系列不同比例的羟丙基纤维素(HPC)/壳聚糖(CS)共混膜,研究了羟丙基纤维素含量对共混膜的力学性能、吸湿性能、透光性能等的影响。结果表明,HPC/CS共混膜的断裂伸长率随着HPC含量的增加而增加,而拉伸强度则先提高后下降,且在含量为40%时共混膜的拉伸强度达到最大;共混膜在可见光区300nm~800nm的最大透光率均大于70%;随着HPC含量的增加共混膜的吸水率大大降低。     

碳纳米管/壳聚糖载体的静电自组装及其表征

采用混酸氧化法制备表面带负电的羧基化碳纳米管分散体系,以叶酸靶向受体改性壳聚糖,通过羧基化碳纳米管与叶酸改性壳聚糖进行静电自组装,制备了生物相容性好、肿瘤靶向性高的碳纳米管/壳聚糖药物复合载体材料(FA/CS-SWCNTs).利用FTIR、XPS、SEM和TG等分析方法对相应产物的形貌和结构进行了研究.实验结果表明叶酸改性壳聚糖成功组装到羧基化碳纳米管上,热重分析显示该复合材料中壳聚糖的质量分数达到35％,其中叶酸在壳聚糖上的偶联率为8.1％,该载体材料具有良好的亲水性、安全性和靶向性等优点,有望成为新型的肿瘤靶向功能载体材料.     

壳聚糖/羟丙基甲基纤维素温敏水凝胶的制备

采用壳聚糖(CS)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)为原料制备了温敏性水凝胶,分析了CS含量、HPMC含量、HPMC黏度和甘油添加量对CS/HPMC的低临界溶解温度的影响。最优条件为CS含量为1%(m/V),HPMC的黏度为6 m Pa·s,HPMC的含量为7%(m/V),甘油含量为32%(m/V),得到体系的低临界溶解温度为32℃,体系的黏度为1407 m Pa·s。红外光谱测试表明CS、HPMC与甘油之间没有化学作用,流变性测试显示体系可以在36℃下凝胶化。MTT测试结果表明CS/HPMC/Gyl无毒副作用,具有良好的生物相容性。研究结果表明该体系是一种良好的可注射型温敏水凝胶。     

天然抗氧化羟丙基甲基纤维素水溶性包装薄膜

将竹叶抗氧化剂(AOB)添加到羟丙基甲基纤维素(HPMC)制膜液中,采用流延法制得具有抗氧化性能的AOB/HPMC复合水溶性包装薄膜。并通过红外吸收光谱、X射线衍射、热重分析等对复合薄膜的官能团变化、结晶情况等进行了表征,测定了样品薄膜的透光率和雾度,利用DPPH自由基清除实验分析了薄膜的抗氧化性能。研究了AOB的添加量对复合包装薄膜的抗氧化性能、水溶性、力学性能和光学性能的影响。实验结果表明:AOB的添加没有破坏HPMC本身的基团,仅扰乱了分子链的排列,导致AOB/HPMC复合薄膜的结晶度下降,热分解温度提高,热稳定性能加强,具有抗氧化性的功能特性;且随着AOB添加量的不断增加,复合水溶性包装薄膜的水溶性不断提高,力学性能和光学性能有所下降,但下降幅度不大,抗氧化性能先增大后降低,当AOB的添加质量分数为0.03%时,复合薄膜对DPPH自由基的清除率达最大值,为89.34%。     

单壁碳纳米管/聚苯胺自组装薄膜的制备及性能研究

依靠化学键组装法在导电玻璃ITO表面制备了单壁碳纳米管/聚苯胺薄膜.通过VV-vis光谱证实了导电聚苯胺和单壁碳纳米管之间存在着电子相互作用,循环伏安测试表明,经过聚苯胺的化学共价修饰后,单壁碳纳米管薄膜的电化学稳定性得到了显著提升.     

碳纳米管的组装

碳纳米管具有很多奇异的物理、化学性能．组装后的碳纳米管在光、磁、电、催化、机械等方面都展现出更加优异的特性，具有广泛的应用前景。本文对碳纳米管组装技术的现状和最新研究进展情况进行了综述，也讨论了组装机理．并对碳纳米管组装的未来进行了展望。     

醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯溶液的高压静电场纺丝

研究了醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯(HPMCAS)溶液高压静电场纺丝过程中高聚物分子量、溶液浓度、静电场强度对成纤性和纤维直径的影响,制备出直径范围为0.43μm～1.0μm的纤维。当溶剂、溶液浓度及静电场强度一定时,重均分子量-Mw分别为2.6万、4.8万和7.2万,HPMCAS溶液中只有7.2万者能纺丝得到光滑纤维。在静电场强度、溶剂组成一定条件下,HPMCAS可纺丝浓度范围为8%～15%(质量分数,下同),且随着纺丝溶液浓度的增大,所得纤维的平均直径逐渐增大。当其它条件保持一定时,随着纺丝电压的增大,所得纤维的平均直径呈下降的趋势,所得纤维结晶度略微增大。     

在聚四氟乙烯基底上层层自组装功能化多壁碳纳米管薄膜的研究

将多壁碳纳米管(MWNTs)通过羧酸化以及氨基化处理,分别得到功能化的MWNT-COOH和MWNT-NH2,然后在聚四氟乙烯(PTFE)基底上层层自组装功能化MWNT薄膜。研究了邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)预处理和MWNTs不同层数对薄膜质量以及导电性能的影响。结果表明,PDDA预处理能够改善PTFE基底的组装效果。随着组装层数的增加,层层自组装MWNT薄膜表面更均一,而且表面的MWNTs也更密集,从而使经MWNTs修饰过的PTFE基底的导电性能得到改善。     

两亲性生物降解羟丙基纤维素-聚己内酯接枝共聚物在蛋白药物微胶囊中的应用

以溶菌酶为蛋白模型,用复乳化和溶剂蒸发技术制备了微米级可生物降解的羟丙基纤维素-接枝-聚己内酯共聚物(HPC-g-PCL)/蛋白药物微胶囊。运用红外光谱(FT-IR)确定了所制备微囊中HPC-g-PCL和溶菌酶的存在;差示扫描量热(DSC)分析结果表明,HPC-g-PCL包裹溶菌酶蛋白后,结晶能力降低,结晶更加不完善,致使熔点下降;扫描电镜(SEM)观察结果表明,HPC-g-PCL微囊呈球形结构,但是与PCL均聚物微囊相比,表面呈现凹凸结构和明显的粒状突起。初步判断为HPC-g-PCL共聚物的两亲性本质所致。     

碳纳米管/环氧树脂复合材料的静电自组装制备及性能

采用静电自组装法制备了均匀分散的碳纳米管环氧树脂复合材料,并对比分析了普通碳纳米管和功能化碳纳米管对环氧树脂热学和电学性能的影响。采用透射电镜(TEM)观察到碳管和树脂乳液自组装形成"葡萄藤"状结构,扫描电镜(SEM)观察发现,碳管可在环氧树脂中均匀分散并形成网络。电、热性能研究发现,添加3%普通碳纳米管可降低环氧树脂表面电阻率7个数量级,导热系数较纯树脂提高112%,而羧基化碳纳米管表面电阻率仅降低4个数量级,导热系数仅提高86%。     

湿敏手性纳米纤维素薄膜的自组装制备及表征

采用硫酸水解硫酸盐漂白针叶浆制备出纳米纤维素(NCC),通过NCC胶状溶液中的NCC自组装制得了具有手性结构的纤维素薄膜,对NCC形貌、电位进行了分析,并对NCC溶液和固体薄膜中手性结构以及湿敏性能进行了研究。结果表明,NCC为表面带有少量电荷(-22.07 m V)的纳米尺寸棒状结构(长150~250 nm,宽5~15 nm),当胶状溶液中NCC的质量分数大于2.83%时,NCC组装形成各向异性的手性向列液晶相结构,偏光显微镜下可观察到明显的指纹织构;干燥成膜后,长程左旋手性结构保留。手性纤维素薄膜具有优良的湿敏性能,表面官能团以O-H为主,200℃以下热稳定性良好。     

羟丙基纤维素/魔芋葡甘聚糖共混膜的制备及性能

采用溶液共混法制备了一系列不同比例的魔芋葡甘聚糖(KGM)/羟丙基纤维素(HPC)共混膜,研究了KGM含量对共混膜的力学性能、透光性、吸湿性能等的影响。结果表明,当KGM含量为10%~40%范围内时,共混膜的拉伸强度均高于纯KGM薄膜和纯HPC薄膜,随着KGM含量的增加,KGM/HPC共混膜的断裂伸长率下降,吸湿率大体呈增大趋势,当KGM含量为20%时,KGM/HPC薄膜的吸湿率达到最小值;共混膜在可见光区400~800nm的透光率均大于80%,表明共混膜中KGM和HPC相容性良好;偏光显微镜观察结果表明,KGM含量为20%的共混膜质地均匀,KGM含量为80%的共混膜中形成了清晰的网状结构。     

碳纳米管和壳聚糖的层层静电自组装多层膜(英文)

将多壁碳纳米管(MWCNT)置于混酸(硝酸∶硫酸=1∶3)中,利用超声波振荡截短碳纳米管、并使其与羧基链接,而后基于阳离子聚合电解质壳聚糖(CS)和阴离子短切碳纳米管之间的静电作用,在玻璃衬底上通过层层的模式均匀稳定地自组装形成复合壳聚糖多层膜。UV-vis光谱显示:组装过程呈现均匀而连续的生长。AFM和SEM观察表明:CS/MWCNT多层膜具有良好的光学特性,在生物传感器方面具有潜在的应用前景。     

硅基底上图形化自组装膜的构筑

为在硅基底上得到不同化学基团修饰的图形,采用传统的光刻技术与自组装相结合的方法,成功地制备了由甲基与氨基末端官能团组成的图形化自组装膜。将图形化自组装膜泡入碳纳米管DMF(N,N-二甲基甲酰胺)分散液中,图形化自组装膜的氨基区域能均匀吸附一层分散液中碳纳米管,而甲基没有,表明图形化自组装膜的不同自组装膜区域的不同表面性质,证实了该方法的可行性。