生物医学诊疗用磁性微纳材料

磁性微气泡是由包膜微气泡和磁性纳米粒子组成的微纳复合结构,由于其具有超声对比剂和核磁共振对比剂的双重特性,已被应用于双模造影领域。声致穿孔现象（Sonoporation）使得磁性微气泡能介导多种生物学效应,使其在药物输运和基因转染等方面有潜在的应用价值,而磁性微气泡与各种生物分子（抗体、肿瘤标记物等）的偶联,又扩展了磁性微气泡的应用领域,可用于分子影像诊断和靶向治疗肿瘤等方面,可以说磁性微气泡是新一代的生物医学诊疗用磁性微纳材料。总结了磁性微气泡的制备方法,磁性纳米颗粒与微气泡的结合方式,磁性微气泡的功能扩展,以及磁性微气泡在生物医学诊疗领域的实验研究,最后对磁性微气泡在未来的发展方向提出了一些构想,展望了磁性微气泡在诊疗学上广阔的应用前景。     

陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶复合材料力学性能试验

氧化硅气凝胶具有极低的热导率和密度,可作为很好的隔热材料,而脆弱的力学性能限制了其在隔热领域的应用。在不影响隔热效果的前提下,通过复合陶瓷纤维可增加氧化硅气凝胶的强度及韧性。试验探索了陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶在室温下的拉伸、压缩和剪切等基本力学性能,分别研究了300℃、600℃和900℃下复合材料纤维铺层面方向的压缩性能,并采用扫描电子显微镜对高温试样微观结构进行了观察分析。结果表明：陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶的性能表现出方向性,弹性模量在铺层面内方向与厚度方向的数值最大相差约28倍,强度极限亦然;在室温条件下,复合材料的拉伸和压缩弹性模量不同,X 、Y 和 Z 方向拉伸模量与对应的压缩模量之比分别为1.60、1.83和0.56;高温下复合材料沿厚度方向收缩,收缩量随温度升高而增大,900℃下的最大收缩量可达10.8%;高温下复合材料铺层面内方向压缩性能随温度升高而增强。     

新型耐高温多层隔热结构研究

为了改善传统应用的多层隔热材料的耐温及隔热效果等性能,以耐高温硅酸铝纤维纸和石英纤维网为基体材料,疏水性SiO2气凝胶颗粒为隔热填料,采用粘结工艺制备了新型耐高温多层隔热结构.采用石英灯阵列光电加热装置测试该结构冷面温度随时间的变化情况,采用PBD-02P平板导热仪测试各个指定温度下的导热系数,采用扫描电镜表征胶层的微观形貌.研究改变疏水性SiO2气凝胶颗粒添加量对导热系数的影响,结果表明,当疏水性SiO2气凝胶颗粒与耐高温胶粘剂质量比为2∶40时制备出的试样具有最低导热系数.这种新型耐高温多层隔热结构最高使用温度可达1000℃,平均密度小于0.25g/cm3,热面温度为1000℃时最佳配比试样的导热系数仅为0.080W/(m·K).该结构优异的综合性能能够很好地应用于航空航天隔热领域.     

耐高温氧化铝气凝胶隔热复合材料研究进展

氧化铝气凝胶是一种高孔隙率、低密度、高比表面积、耐高温和低热导的纳米多孔材料,在高温隔热领域(如航天飞行器热防护系统、工业窑炉保温材料等)具有广阔的应用前景.但是,纯氧化铝气凝胶因耐温性(1000℃以上)、力学性能和高温隔热性能相对较差难以直接应用,需要引入增强相和遮光组分制备成气凝胶复合材料以进行改善.本文对耐高温氧...     

氧化硅气凝胶隔热复合材料研究进展

氧化硅气凝胶由于纤细的纳米结构,具有极低的热导率,是一种新型轻质保温隔热的理想材料。但其力学性能和高温遮挡红外辐射能力差限制了气凝胶在该领域的应用。通过添加增强体和遮光剂研制气凝胶隔热复合材料是主要的解决方法。本文综述了近年来气凝胶隔热复合材料的制备方法,重点分析了气凝胶复合材料在力学性能和隔热性能方面的研究进展,并指出了存在的问题,对今后的研究提出了展望。     

氧化铝微纳结构材料的研究进展

氧化铝微纳结构材料由于具有特殊的形貌、高比表面积、高介电常数、高的热和化学稳定性等特性,以及可以作为构筑单元,采用自下而上的方法合成各种超级结构材料,从而使其在吸收剂、催化剂裁体、陶瓷材料、耐磨材料和新结构材料合成等诸多领域得到重要应用,已成为当前纳米材料科学领域的前沿和热点.结合近年来国内外的最新研究进展对氧化铝微纳结构材料的制备方法、表征和物性研究等进行了综述,并对其发展趋势和前景进行了展望.     

微纳分级结构碳酸钙中空微球的可控制备

以CaCl₂和Na₂CO₃为反应原料, 以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和十二烷基磺酸钠(SDSN)为模板剂, 在50℃采用化学沉淀反应, 干燥、煅烧后成功制备了具有微纳分级结构的CaCO₃中空微球。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射等检测手段对所制备的样品形貌、结构进行了表征, 结果显示：所制备的微纳分级结构CaCO₃中空微球直径为4~6 μm, 壳壁由直径约60 nm的CaCO₃颗粒组成, 壳层厚度约为200 nm, CaCO₃中空微球晶相组成为方解石和球霰石的共混体。同时, 在反应温度为50℃、PVP添加量为0.4 g, SDSN浓度为0.1 mol/L的条件下, 所制备的微纳分级结构CaCO₃中空微球分散性好, 且形貌比较完整。     

微纳结构化智能凝胶材料用于重金属离子快速检测的研究进展

智能凝胶材料由于具有特异响应环境信息的能力,被广泛应用于生物或化学传感器,包括重金属离子传感器.由于智能凝胶材料的特征尺寸越小,响应速度越快,因此研究重金属离子响应型智能凝胶材料的微纳尺度结构化对于实现其快速检测具有指导意义.综述了近年来利用微纳结构化智能凝胶材料实现重金属离子快速检测的研究进展,探寻可以制备出简单、可...     

微纳结构超疏水材料制备技术的研究进展

综述了超疏水材料制备技术的研究进展,总结了聚合物和金属基两类主要超疏水材料的制备工艺以及国内外研究现状,指出制备具有各种特殊功能性的超疏水材料如定向疏水材料、超双疏材料等将是今后重要的研究方向。     

耐高温防腐隔热涂料的制备与性能

耐高温防腐隔热涂料在石化管道领域具有重要的应用。文中以环氧改性有机硅树脂为基料,通过复配具有优异隔热性能的空心玻璃微珠、低温熔融玻璃粉、润湿分散剂、消泡剂等制备了一种至少耐500℃高温的防腐隔热涂料。利用扫描电子显微镜、热导分析、电化学阻抗谱,研究了不同颜基比、空心玻璃微珠含量对涂料力学性能和热学性能的影响。研究表明,颜基比为2/1,空心玻璃微珠占填料比例为40%时涂层综合性能达到最佳。     

气凝胶复合材料真空绝热板的热导率计算及优化

采用常压干燥和抽真空工艺制备了气凝胶复合材料真空绝热板,基于一维稳态导热建立了气凝胶复合材料真空绝热板热导率的理论计算模型,研究了气凝胶密度和纤维含量对热导率的影响。结果表明,气凝胶复合材料真空绝热板的热导率随着气凝胶密度的增大而增大,随着纤维含量的增大呈现先减小后增大的抛物线型趋势,因此在某一最优的纤维含量下气凝胶复合材料真空绝热板具有最小的热导率。当气体压力为1Pa、10~3 Pa和10~5 Pa,对应的纤维含量分别为7.3%、7.0%和2.5%(体积分数,下同)时,真空绝热板具有最小的热导率,分别为3.5mW·m~(-1)·K~(-1)、3.8mW·m~(-1)·K~(-1)和15.8mW·m~(-1)·K~(-1)。研究结果可用于指导气凝胶复合材料真空绝热板的设计与性能优化,促进气凝胶复合材料真空绝热板在建筑保温领域的应用。     

高温真空多层隔热材料制备及其热物性研究

研制成功一种用于高温目的的真空高效隔热材料(以下简称高温多层隔热材料),该材料由铝箔或镍箔与石英纤维席复合而成。测量了该材料从室温到1000℃的有效导热系数,研究了铝箔和镍箔表面发射率、层密度和真空度对多层隔热材料有效导热系数的影响。结果表明该材料有效导热系数低于一般隔热材料约1～2个数量级。     

无机纤维增强SiO2气凝胶隔热复合材料的研究进展

SiO_2气凝胶因其独特的纳米孔结构而具有低密度、低热导率等特点,具备成为高效隔热材料的潜力,然而SiO_2气凝胶的力学性能较差,极大地限制了其在隔热领域的应用。采用无机纤维作为增强体,制备的SiO_2气凝胶复合材料同时具有较好的力学和隔热性能,是目前国内外高性能隔热材料的研究热点之一。综述了无机纤维增强SiO_2气凝胶隔热复合材料的制备方法及其研究进展,并展望了其未来发展方向。     

国产550级连续氧化铝陶瓷纤维的高温拉伸性能研究

氧化物陶瓷纤维具有优良的耐高温和抗氧化性能, 是航空航天领域用复合材料增强相的重要候选材料。高温拉伸性能是氧化物陶瓷纤维在极端环境应用的关键评价指标之一, 但相关报道较少。本工作研究了国产550级纤维的高温拉伸性能和热处理后的室温拉伸性能, 探讨了纤维的拉伸性能与其物相和显微结构的演变关系和内在机理, 并与Nextel 720和CeraFib纤维的高温拉伸性能进行了对比。结果表明, 国产SIC550纤维复丝和单丝在1100 ℃以下具有相对较高的拉伸强度和拉伸强度保持率, 由于纤维中无定形SiO₂的高温热稳定性较差, 对纤维1200 ℃以上的高温拉伸性能产生明显不利的影响; 通过在临界相转变温度(1300 ℃)对纤维进行热处理来形成莫来石相, 可在一定程度上改善纤维在1250~1400 ℃的高温拉伸性能。考虑到不同标距的影响, SIC550纤维在1100 ℃的高温拉伸强度(883 MPa)与Nextel 720 (1000 MPa)和CeraFib纤维(940 MPa)接近。     

高红外遮蔽SiZrOC纳米纤维膜的制备及其性能研究

陶瓷纤维具有较好的力学、耐高温和抗热震性能,是重要的高温隔热材料.目前,传统陶瓷纤维膜高温隔热性能不佳,限制了其在高温隔热领域的应用.本研究采用静电纺丝技术制备了具有高红外遮蔽性能的SiZrOC纳米纤维膜,纤维的平均直径为(511±108)nm,组成为SiO2、ZrO2、SiOC和自由碳.SiZrOC纤维膜展现出优异的...     

高温隔热材料热物性的预测和优化研究

应用导热微观理论,对高温隔热材料诸导热因子进行理论分析,并对影响导热性能的显微组织、晶相组成和化学组份等物理化学因素开展了系统的实验研究,从而为预测和优化高温隔热材料的隔热性能提供了新的技术途径．