蚕丝织品、牛皮革和壁纸原纸的纤维孔隙结构及吸附性能

香料的纳米化封装及相关的芳香整理技术已经成为有效实现香气物质缓慢释放的重要手段.因此,了解纳米载体与基材之间的相互作用机制对于香料纳米技术的应用和改进至关重要.本文以蚕丝织品、牛皮革和壁纸原纸为对象,综合运用多种表征技术分析,研究了3种基材的纤维形貌、孔隙结构及孔径分布的基本特征,并以4种不同直径的纳米二氧化硅(SiO2)作为模型载体考察其在上述基材上的吸附行为.结果表明, 3种基材缝隙宽度小于1μm的孔隙百分比有显著差异,丝巾、皮革、原纸分别为0.3%、23.8%和4%,与其比表面积呈正相关的关系.纳米载体在基材上的附着强度及其分布状态不仅依赖于载体自身的尺寸,而且与纤维的物质属性及孔隙结构密切相关.小粒径SiO_2粒子(20 nm)可牢固附着于单根纤维表面,随粒径增大则倾向于嵌入到纤维缝隙或黏附在缝隙边缘.本研究对于纳米香料递送体系的设计具有一定的理论指导意义.     

前言:纳米香精与香料专刊

<正>香料香精作为一种功能性芳香材料,是精细化学品的重要分支和精细化工研究的热点之一,直接服务于国民经济的诸多行业领域(如食品、纺织、皮革、造纸和化妆品),成为提升产业升级、扩大经济效益和改善人民生活的战略重点.香料香精研究的核心挑战是实现香气协同和持久性.新型芳香功能性产品及技术研究的三大核心科学问题是:发展怡人香气分子及其协同配伍、新型芳香材料的分子结构设计、香料与基材的关联长效性及释香控制.     

光敏纳米香料应用于壁纸及香气缓控释的研究

利用简单的溶胶-凝胶法制备了介孔二氧化硅纳米棒,并偶联小分子光敏剂ICPES-AZO.通过介孔二氧化硅吸附能力,对檀香803进行载香,制备出光敏性纳米香料.随后,将纳米香料附着在壁纸上,形成芳香壁纸.最后,对芳香壁纸上檀香803的释放进行了检测.研究表明,光照条件下香料可以持续释放,黑暗条件下缓慢释放,具有显著的缓控释效果.     

磁控溅射改性医用静电纺丝纳米纤维的研究进展

静电纺丝纳米纤维具有纳米尺度纤维结构、高比表面积和高孔隙率,能够仿生天然细胞外基质结构,在生物医用领域显示出巨大应用前景.磁控溅射作为一种新兴的表面处理技术,是一种低温高速溅射技术,可在不改变基材内部结构的前提下,对纤维材料表面进行功能改性.近几年,磁控溅射技术已在医用纳米纤维膜抗菌和生物相容改性、骨组织修复以及人工血...     

纳米氧化铈在催化氧化木质素制备芳香化合物中的应用研究

木质素是自然界中唯一大规模可再生的含芳环聚合物.通过催化氧化的方法,定向解聚木质素得到芳香类化合物,具有非常重要的价值.近年来,氧化铈作为载体在木质素的多相催化氧化反应中表现较好性能.然而,对于氧化铈直接作为催化剂,并探讨其纳米结构与性能之间的研究未见报道.研究结果表明:纳米氧化铈直接作为催化剂时,对于木质素的催化氧化反应具有较好的性能,顺序为氧化铈纳米八面体纳米四方体纳米球纳米棒.纳米八面体表现出最优的催化性能,以其作为催化剂,对乙醇木质素进行催化氧化,得到了大量芳香酸及其酯类化合物.     

环境响应控制潜香分子制备及其释放研究进展

潜香体是通过化学键合手段,将香料分子与特定基团链接而形成的香料控释体系,在特定条件下控制化学键断裂而释放香料.潜香体能避免因香料本身的高挥发性而引起的留香时间短等问题,从而满足众多加香产品持久留香的要求;该需求反过来又极大促进了潜香体的研究.大多数加香产品是日常生活中的必需品,故基于环境控制潜香体的香料释放备受关注.本文着重介绍了在温和环境条件下潜香分子制备与释放性能的研究进展,特别是对不同pH响应及光响应的潜香体进行了详细的综述.另外也简单介绍了不常见的氧气响应型潜香体,并对潜香体进一步的设计与研究进行了展望.     

聚合物-二氧化硅复合基材中CdS纳米晶的合成

本文报道在Sol-gel基材中制备由聚合物稳定的CdS纳米晶的新方法， 即通过甲基丙烯酸镉与甲基丙烯酸羟乙酯共聚合合成了含有Cd 2+的聚合物微凝胶, 在聚合物微凝胶网络中原位聚合正硅酸乙酯形成聚合物互穿的Sol-gel复合基材. 再向该聚合物/二氧化硅复合基材中通入H2S气体得到CdS纳米晶. 在聚合物网络中原位聚合正硅酸乙酯可以降低纯二氧化硅材料的脆性; 另一方面, 二氧化硅可以作为增强剂增加聚合物材料的强度. 因此, 在我们合成的聚合物/二氧化硅复合基材中制备的CdS纳米晶将具有很好的应用前景.     

纳米压印抗蚀剂研究进展

纳米压印是最有希望的下一代纳米成像技术之一.基于其机械压印原理,纳米压印技术可以实现的图形分辨率超越了在别的传统技术中由光衍射或粒子束散射造成的局限.本文介绍纳米压印技术的基本原理,回顾了近期纳米压印抗蚀剂的研究进展.对影响抗蚀剂性能的主要因素进行讨论,包括玻璃化转化温度/热稳定性、粘度/平均分子量、抗蚀性能等.分别介绍了热压印和紫外压印的常见抗蚀剂材料,这些抗蚀剂的主要部分包括聚甲基丙烯酸甲酯(PM-MA)、有机硅改性的聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰胺酯、聚二甲基硅烷、聚乙烯基醚化合物、环氧树脂等,并给出这些抗蚀剂体系的优、缺点.本文还介绍了纳米压印抗蚀剂面临的主要问题,对纳米压印技术的优势和问题作了小结.     

芯材结构及组成对天然香料液体纳米胶囊形成能力的影响

本文以壳聚糖为壁材、CO-40/Span-80/1,2-丙二醇为乳化体系,考察不同芯材结构及组成对液体纳米胶囊形成能力的影响.本文所选用的芯材为乙酸芳樟酯、柠檬香茅醛、芳樟醇、香叶醇、香茅醇和苎烯等芳香小分子,以及薰衣草香料、柠檬香料及香茅香料3种天然香料.首先,以这些芳香小分子作为芯材制备纳米胶囊并绘制相关伪三元相图,考察芳香小分子结构对液体纳米胶囊形成能力的影响.其次,将这些芳香小分子按照不同的比例进行复配用作芯材制备液体纳微胶囊,并与以天然香料为芯材所制得的液体纳米胶囊性能进行对比,归纳出制备小粒径、窄分布且透明的天然香料液体纳米胶囊的一般规律.结果表明,芯材的亲水部分结构中含有以下官能团时,它们形成透明液体纳米胶囊的能力依次为:酯基羰基羟基,且芯材疏水部分体积越大形成透明液体纳米胶囊的能力越小;复合组分用作芯材时,其组分比例与天然香料组成比例相近时,所获得液体纳米胶囊性能相似;复合组分中含量最高的组分决定了其最终液体纳米胶囊的性质.     

铁基纳米药物的研究现状与发展趋势

铁基纳米药物是目前屈指可数的临床用无机金属纳米材料,已成功用于磁共振影像增强、静脉补铁及磁致热疗等医疗领域.由于该类药物特殊的纳米属性与磁学功能,随着现代生物医学研究的不断深入,铁基纳米药物的生产工艺及质量标准需要更为严格和系统地制定.测试技术,尤其是对铁基组分的分析检测方法,需要革新并建立该类产品的质量控制体系.与此同时,新型铁基纳米药物的研发以及多项针对新适应症的临床试验也在积极进行中.本文总结了铁基纳米药物的分类、用途、主要制备技术及产品标准的研究现状,展望了新型铁基纳米药物的发展趋势.     

PP/PMIA@PVDF-HFP纳米纤维复合滤材的制备及性能

随着空气污染的日益严重,高效低阻空气过滤材料的开发成为研究热点.为了提高聚丙烯(PP)熔喷过滤材料的过滤性能,本文以PP熔喷过滤材料为基材,聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为皮层,聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)为芯层,采用同轴静电纺丝技术制备了具有高效低阻特性的PP/PMIA@PVDF-HFP纳米纤维复合滤材,研究了纺丝工艺和热处理等对滤材形貌、孔径、透气性和过滤性能的影响.在高温作用下,耐高温性能优异的芯层组分PMIA可以保持原有形态,而低熔点的皮层组分PVDF-HFP将会熔融,进而将纳米纤维粘结在一起.因此,通过热处理的方式可以实现纳米纤维膜孔结构的调控,并提高复合纤维滤材对空气中微小颗粒物的拦截能力.结果表明,当静电纺丝时间为60 min时,热处理后PP/PMIA@PVDF-HFP纳米纤维复合滤材孔隙率稳定在约75%,平均孔径为2.58μm,透气率为132.74 mm/s;对粒径<2.5μm的固体颗粒物(PM2.5)的过滤效率可达97.67%,过滤阻力仅为45.1 Pa,综合性能较优,且在不同风速、不同颗粒物浓度和长时间使用等条件下仍能保持优异的过滤性能.     

纳米阻燃高分子材料:现状、问题及展望

纳米阻燃体系是一种新型的聚合物阻燃体系,被誉为阻燃技术的革命.极少量(≤5wt%)纳米阻燃剂的加入即能显著降低高分子材料燃烧时的热释放速率(HRR)和烟密度(SEA),延缓其燃烧过程,还能不同程度地提高材料的力学性能.本文总结了近年来国内外纳米阻燃领域的进展,介绍了本课题组在纳米阻燃方面所做的工作,探讨了纳米阻燃研究中存在的问题,并对其未来的发展进行了展望.     

受限纳尺度下蛋白质输运的主动操纵技术

蛋白质是人体细胞、组织的重要组成部分,与众多代谢活动密切相关,它们的一些微小改变就可能引发人体的重大疾病.因此,蛋白质检测是生物化学领域的重要课题.纳米孔技术能够在单分子水平甚至单氨基酸水平上实时检测蛋白质,有望成为最低成本和最高效的蛋白质检测方法之一.然而,使用纳米孔检测蛋白质时,由于实验条件和检测策略的原因,使得蛋白质在纳米孔中驻留时间过短,无法从蛋白质捕获的电信号中清晰地反映更多的生物细节信息.解决这一问题的关键在于控制蛋白质通过纳米孔时的输运速度,满足传感器件带宽的要求.本综述从外部力场竞争、内部力场相互作用、亲疏水相互作用、空间位阻效应等角度综述了蛋白质在纳米孔中输运的主动操纵技术,目的是提高纳米孔对蛋白质的捕获频率,延长蛋白质在纳米孔内的驻留时间,以实现高分辨率的蛋白质检测,充分揭示蛋白质分子的构象变化机制、反应动力学,甚至实现蛋白质测序等.最后对纳米孔传感技术在蛋白质检测方面存在的巨大挑战和发展趋势进行了详细展望和总结阐述.     

高折射率聚合物-无机纳米光学杂化材料的设计与制备及其应用

传统的高折射率聚合物光学材料,可以通过向聚合物中引入一些芳香环,含硫基团以及除氟以外的其他卤素原子来提高聚合物光学材料的折射率,但是就目前的研究现状来看,这类纯聚合物光学材料的折射率一般都低于1.8.而将具有高折射率的无机纳米粒子引入到聚合物中,所制备的聚合物-无机纳米光学材料的折射率能够达到1.8以上.而且这类高折射率聚合物-无机纳米光学杂化材料同时具有高分子光学材料和无机材料的双重优点,具有广泛的应用前景.鉴于当前高折射率聚合物-无机纳米光学杂化材料发展之迅速和其研究与开发的重要性,并结合目前国内外的研究现状,本文就高折射率聚合物-无机纳米光学杂化材料的设计、制备方法及其相关应用做一个比较系统的介绍,同时对这类材料在未来研究中所应注意的问题也提出了相应的看法.     

微流控及纳米金应用于免疫检测的最新研究进展

免疫检测是一种十分重要的生物分析方法,许多新的技术和材料被引入免疫检测中以提高其效率.本文综述了近期微流控及纳米金应用于免疫检测的研究进展,微-纳尺度材料和技术的应用能够提高检测的灵敏度,并实现快速、高通量、便捷、低消耗的分析,使信号输出方法变得更简单易行.其中基于微流控技术的小型化和基于纳米金的可视化检测能较好地提高免疫分析的效率.     

电场对TiO2纳米膜光催化性能的影响

 以泡沫镍为基材,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米膜光催化剂. 在自制外加电场光催化反应装置中,对催化剂施加一定的偏电压,研究了甲基橙溶液的光电催化降解反应,考察了偏压极性、阳极偏压和甲基橙初始溶液浓度等对降解效率的影响,并比较了光电催化与光催化、光解对甲基橙溶液降解的差异. 结果表明,外加阳极偏压形成的电场可以较大幅度提高甲基橙溶液的降解效率. 从半导体和量子力学理论出发探讨了电场促进光催化反应的作用机理.     

基于分子间相互作用的纳米尺度分子传递

纳米尺度下的分子传递是以纳米先进材料为导向的材料化学工程学科所面临的关键科学问题之一.借鉴分子热力学的建模研究思路研究分子传递,从分子之间相互作用出发,结合分子模拟技术,有望最终建立理论模型,实现分子传递的定量预测.本文通过几个研究实例初步探索了如何从分子间相互作用出发开展纳米尺度下分子传递的研究,利用分子模拟手段解析纳米尺度下特殊的微结构,并以此为基础进而实现对分子传递行为的调控和预测,指导具有丰富纳米结构的膜材料以及催化材料的设计和应用.     

氧化镁表面修饰稀土催化材料的制备和气敏性能

本文采用湿化学过程的柠檬酸络合法、可控化学沉淀法和溶胶-凝胶法合成了纳米复合金属氧化物LaFeO3,利用各种分析方法对材料的物性和结构进行了分析和表征;并测定了材料对氧化性气体和还原性气体的气敏性能．研究结果表明LaFeO3复合物对NO2在350℃灵敏度高达127．83,特别通过添加MgO对基材进行表面修饰灵敏度提高到845．37,约添加前的70倍．本文还进一步考察了添加质和添加量对基材的结构和气敏性能的影响,并通过研究材料表面对气体的吸脱附性能和元素电子结合能的变化对敏感作用机制进行了深入分析和探讨．     

基于SERS纳米探针的细胞内硝基还原酶检测

在缺氧的肿瘤细胞内, 硝基还原酶(NTR)通常过表达且其含量高低与缺氧程度呈正相关, 因此开发高选择性检测NTR的方法对早期肿瘤诊断至关重要. 本文通过修饰对硝基苯硫酚(p?NTP)到金纳米粒子(Au NPs)表面构建了一种表面增强拉曼散射(SERS)探针. 在缺氧条件下, 以还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)作为电子供体, NTR可催化还原芳香硝基为芳香胺, 导致纳米探针的SERS光谱发生变化, 从而实现NTR的高选择性检测, 检出限低至18 ng/mL. 该探针毒性低、 生物兼容性好, 可用于缺氧条件下A549细胞内的NTR分析, 为肿瘤细胞的缺氧现象评估提供了一种有效的策略.     

离子液体促进Ru/C催化有机胺与CO_2/H_2氮甲酰化反应研究

以CO_2为甲酰化试剂和H_2为还原剂进行有机胺N-甲酰化反应是合成甲酰胺的一条绿色反应路径,具有重要意义.本工作针对有机胺与CO_2/H_2的N-甲酰化反应,构建了以1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐([Bmim][OAc])离子液体为溶剂、Ru/C为催化剂的非均相催化体系,在相对温和条件下(100℃、8 MPa)实现了有机伯胺、仲胺和芳香胺的N-甲酰化反应,获得了一系列甲酰胺.研究表明,[Bmim][OAc]通过与氨基形成氢键活化有机胺,并可通过调控Ru纳米粒子的电子状态,增强Ru纳米粒子对H_2的活化能力,进而实现催化N-甲酰化反应.