Hg2+响应型智能凝胶检测光栅的构建与性能

高灵敏度、高选择性检测水中Hg²⁺对于人类健康和环境生态可持续发展具有重要意义。本文基于硫脲基团与Hg²⁺的选择性强螯合作用来调控光栅微结构和实现信号转化,构建了用于高灵敏、高选择性便捷检测水中痕量Hg²⁺的智能凝胶光栅。该凝胶光栅的交联高分子网络结构中具有硫脲基团,可高选择性地与Hg²⁺进行强螯合,从而诱导光栅起伏高度发生变化,实现由水中Hg²⁺浓度到衍射光强度的信号变化。通过利用该智能凝胶光栅构建光学检测系统来便捷检测衍射光强度变化,可高灵敏、高选择性地检测水中浓度低至10-9mol/L的Hg²⁺。相关工作为面向水中痕量Hg²⁺的便捷灵敏检测技术的开发提供了新途径。     

聚(丙烯酰胺-共聚-苯并-18-冠-6丙烯酰胺)凝胶光栅构建及冠醚含量对铅离子检测性能的影响

通过微接触复刻技术制备了具有优良Pb²⁺检测性能的聚(丙烯酰胺-共聚-苯并-18-冠-6丙烯酰胺)(PAB)凝胶光栅。该凝胶光栅的高度可随着溶液中Pb²⁺浓度的变化而变化。通过优化PAB凝胶光栅中的冠醚含量发现,当冠醚含量为20%(摩尔分数)时,凝胶光栅可展现出最佳的Pb²⁺检测性能。该PAB凝胶光栅可实现对水体中Pb²⁺的高灵敏、快速、高选择性和重复性检测,其检测限可低至10^-9mol/L,响应时间仅为4min。因此,该凝胶光栅系统在灵敏快速地检测水体中Pb²⁺方面具有重要的应用前景。     

新型镁合金研究进展

综述了高强高韧镬合金及耐热镁合金的现状及发展趋势.从在原有牌号的基础上加入微量合金改进其性能的模式,逐渐转向开发新型合金,大量使用Gd、Y、Nd等稀土元素进行合金强化的模式.针对稀土合金化中存在的问题进行了探讨,对镁合金的发展进行了展望.     

熔炼-球磨二步法制备Fe-Mn-Si三元合金

用熔炼-球磨二步法制备了Fe-Mn-Si三元合金粉末.对试样进行了XRD、SEM分析和电化学性能测试.试样中存在两相和三相化合物,颗粒尺寸随着Si含量[w(Si)]的增加而增大.随着w(Si)的增加,试样的首次充放电比容量上升,但首次不可逆容量损失增加.以30 mA/g的电流在0.01～1.50 V循环,w(Si)为6...     

智能微流控检测芯片的构建及其Pb2+检测性能

通过将具有Pb²⁺响应性的聚（N-异丙基丙烯酰胺-共聚-苯并-18冠-6丙烯酰胺）智能微凝胶与H型微通道相结合,构建了一种能便捷、灵敏、可视化检测水溶液中Pb²⁺浓度的新型智能Pb²⁺检测微流控芯片。该微流控检测芯片主要由软光刻技术构建,并结合紫外光照聚合在H型微通道中原位构建智能微凝胶。基于该微凝胶的Pb²⁺响应性体积相变和H型微通道中的流体流动,该微流控检测芯片能将Pb²⁺浓度信号有效转换为易于检测读取的、可视化的H型微通道中指示液覆盖的指示柱数目的变化信号。通过光学显微镜便捷观察测量指示液覆盖的指示柱数目的变化,实现了对水溶液中痕量Pb²⁺浓度的超灵敏定量检测。该微流控检测芯片为水环境中的痕量Pb²⁺浓度的便捷、灵敏、可视化检测提供了新策略。     

微流控乳液模板法构建功能微颗粒过程中介尺度结构定向调控的研究进展

功能微颗粒材料因其微型化和多功能化等优点而在诸多领域具有广泛的应用。微流控技术可控制备的多样化乳液液滴体系为功能微颗粒材料的创新设计与可控制备提供了优良而独特的模板。深入研究乳液模板法构建功能微颗粒材料过程中介尺度结构的形成与演变规律,以及液滴界面介尺度结构与乳液动力学行为、界面传质与反应耦合对微颗粒介尺度结构的影响规律等,对于实现乳液模板结构调控与新型功能微颗粒材料创新制备具有重要意义。本文主要综述了微流控乳液模板法构建功能微颗粒过程中介尺度结构定向调控的研究进展,着重涵盖了两方面内容：（1）微流控法可控制备乳液模板的过程中,液滴界面两亲分子聚集态介尺度结构的调控与液滴运动、吞并、融合、相界面定向演变等动力学行为之间的相互影响关系和调控机制,以及上述调控对液滴形貌、结构和组成的影响规律;（2）乳液模板制备功能微颗粒的过程中,界面传质、反应,及两者耦合对微颗粒介尺度结构的定向调控,以期为新型功能微颗粒材料的高效制备与性能强化提供科学指导。     

面向柔性超级电容器的功能水凝胶材料的研究进展

功能水凝胶作为一种三维高分子网络结构的软湿材料,具有可灵活调控的功能特性,为设计和构建高性能柔性超级电容器提供了理想的材料。本文综述了近年来面向柔性超级电容器领域的功能水凝胶材料的研究进展,重点分类介绍了面向电化学双层电容器和赝电容器的功能水凝胶材料的设计构建和性能强化。探讨了通过水凝胶电解质及电极材料的组成结构设计和性能调控来提升超级电容器的电化学性能和力学性能的策略。同时,探讨了水凝胶电解质及电极材料的组成结构设计和性能调控在实现其自愈合、高耐寒等多样化功能特性方面的重要作用。最后,对功能水凝胶材料柔性超级电容器在高储能、高柔性、高保水、自愈合、高耐寒、绿色可降解等方面的未来发展进行了展望。     

具有快速响应特性的环境响应型智能水凝胶的研究进展

环境响应智能水凝胶应用于化学传感器、化学微阀、人造肌肉、药物控释载体、物质分离等领域时常常需要快速响应特性,提高智能水凝胶的响应速率成为了智能水凝胶研究领域的重要课题之一。本文主要综述了具有快速响应特性的环境响应智能水凝胶的构建策略与方法,重点介绍了3类具有不同结构的快速响应型智能水凝胶,即具有多孔结构的快速响应智能水凝胶、具有梳状结构的快速响应智能水凝胶以及具有微球复合结构的快速响应智能水凝胶。     

9Cr-ODS钢雾化合金粉的机械合金化过程

为说明在制备纳米结构氧化物弥散强化(Oxide Dispersion Strengthened,ODS)钢过程中机械合金化(Mechanical Alloying,MA)工艺参数对雾化9Cr-ODS钢预合金粉组织和性能的影响规律,利用扫描电镜、激光散射粒度分析仪、XRD和维氏硬度计研究了该钢预合金粉形貌、微观结构、维氏硬度随MA时间的变化规律。结果表明:随着MA时间的延长,雾化合金粉形貌由球状先变成不规则片状,后又变成等轴状;平均粒径先增大后又减小,在2 h后达到最大;晶粒尺寸在MA的最初阶段(0~2 h)迅速减小,MA 8 h后减小速度明显放缓;晶格畸变随MA时间变化规律与晶粒尺寸随MA时间变化规律相反;维氏硬度增加,但MA初期上升较快,而后上升速率逐渐降低。     

雾化合金粉制备ODS钢的组织与性能

首先采用气体雾化方式制备氧化物弥散强化(Oxide dispersion strengthened,ODS)钢的合金粉,然后经短时球磨及热等静压烧结成形方法制备了氧化物弥散强化钢9Cr-ODS。采用电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM),三维原子探针(APT)和万能拉伸实验机等研究了9Cr-ODS钢的组织结构和力学性能。实验结果表明:9Cr-ODS氧化物弥散强化钢的组织为铁素体和马氏体的双相组织,组织中弥散分布着极高密度的纳米析出相。三维原子探针的结果表明9Cr-ODS钢中这些纳米析出相的尺寸小于5 nm、分布密度可以达到3.5×10~(22)/m~3,其中Y_2Ti_2O_7相分布密度达到1.57×10~(20)/m~3,同时在其析出相中还发现一些尺寸稍大的CrTi_2O_5氧化物相。与典型的低活化铁素体/马氏体钢、ODS钢相比较,雾化合金粉制备的9Cr-ODS钢表现出更加优异的力学性能。