飞秒激光直写生物凝胶模板原位合成纳米粒子

为了制备具有可控复杂形状和特定化学性质的聚合物微结构,提出了一种飞秒激光直写生物凝胶模板原位合成纳米粒子的方法。首先,采用飞秒激光直写技术加工带有COOH基团的复杂三维结构的生物凝胶模板,用氢氧化钠处理使COOH基团离子化为COO^-基团;然后,用金属盐溶液处理,使金属离子与COO^-基团螯合,形成纳米粒子结晶核。通过多次循环盐溶液处理步骤,控制模板中纳米粒子的粒径与含量。实验结果表明：所制备的生物凝胶模板具有亚100 nm分辨率和10 μm量级尺寸,纳米粒子含量高达9%。该法简单高效,具有很好的应用前景。     

DNA超分子水凝胶的粗粒化建模与模拟

DNA超分子水凝胶在生物、医学领域具有广阔的应用前景,基于计算模拟技术研究其分子结构与其宏观性能关系具有重要意义.归因于其复杂的结构和较大的相关时间空间尺度,目前针对DNA水凝胶的分子建模与模拟研究比较缺乏.本文建立了一种DNA水凝胶的粗粒化模型,采用分子动力学模拟的方法针对一种模块化纯DNA水凝胶进行了研究.模拟结果表明其凝胶态介观结构为多孔海绵状,其交联度与水凝胶的浓度成正相关,并得出了其转变温度的范围等.模拟结果与相关实验定性或半定量符合,表明该模型可能用于该模块化DNA水凝胶等类似系统的结构功能关系研究.     

聚合物2×2定向耦合型电光开关

设计并制作了一种聚合物2×2定向耦合型电光开关.针对溶胶-凝胶法合成的有机/无机杂化电光材料膜厚较薄的情况,采用一种加载条形波导结构,利用掺有环氧丙脂的聚甲基丙烯酸甲脂-甲基丙烯酸缩水甘油脂作为引导层,在电光薄膜上构成定向耦合器,通过紫外光刻、反应离子刻蚀、电晕极化等工艺,制备了聚合物定向耦合型电光开关,并采用共面波导行波电极以电推挽方式工作.经测试,其器件损耗约为16 dB,开关电压9 V.     

刺激响应型AIE水凝胶研究进展

刺激响应水凝胶可以对环境的微小变化产生较大的物理化学变化,在药物传递、生物分离、生物传感器和组织工程等领域具有广泛的应用。但受聚集导致荧光猝灭(ACQ)效应的影响,其在发光相关领域的应用受到限制,聚集诱导发光(AIE)概念的提出解决了这一难题。将AIE分子引入水凝胶体系,获得刺激响应型AIE水凝胶,在生物医学、信息防伪、3D水凝胶驱动器以及软体机器人的开发等多个高科技领域崭露头角。本文将近年来报道的刺激响应型AIE水凝胶按刺激因素分为物理因素(温度和光)、化学因素(pH、溶剂和离子)和生物因素(酶)三大类,分别阐述了水凝胶的制备、响应机理及潜在应用,并针对刺激响应型AIE水凝胶面临的问题和挑战进行了展望。     

多溶剂响应自折叠水凝胶（英文）

本文基于寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)和2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO_2MA)设计了一种自折叠水凝胶.在室温下,P(MEO_2MA-co-OEGMA)凝胶能够在多种溶剂中自折叠形成三维结构.凝胶不均匀膨胀导致内应力增强,从而使得片状凝胶可以在三维结构和二维形状之间进行可逆转换.研究表明,凝胶组成、固化气体环境和成型过程对水凝胶的自折叠过程起着重要的影响.     

1-氨基萘印迹聚合物分子识别特性的光谱学研究

采用分子自组装印迹技术合成了一种对1-氨基萘有高度选择性的分子印迹聚合物新材料。应用紫外光谱、红外光谱、X射线光电子能谱和1H核磁共振波谱等研究了印迹聚合物的结合位点和识别机理。结果表明模板分子与功能单体通过氢键作用形成1:1型配合物,配合物的稳定常数K=5.537×104L/mol。1-氨基萘分子氨基上的氮原子是质子接受体,功能单体甲基丙烯酸分子羧基上的氢原子是氢键的质子给予体,是与1-氨基萘形成氢键作用的选择性识别位点。利用平衡吸附试验研究了印迹聚合物的结合特性,表明印迹聚合物对1-氨基萘分子具有特异的识别性能。     

点击化学合成具有聚集诱导荧光特性的双响应性聚合物凝胶（英文）

本文合成了巯基功能化的四苯基乙烯并利用thiol-ene点击化学合成得到聚合物凝胶.基于四苯基乙烯的聚集诱导发光特性,聚合物凝胶的合成过程可以通过四苯基乙烯荧光发射性能的变化进行监测.此外,由于凝胶的还原和酸性环境响应性,在二硫苏糖醇和三氟乙酸存在下,凝胶的荧光发射会被猝灭,这种双重刺激响应性使其在荧光传感成像、癌症诊断和自愈合材料方面具有潜在的应用价值.     

亲水性两性离子聚合物刷的构象与结构

本文应用分子场理论,研究暴露于水蒸气中的亲水性两性离子聚合物(HP)刷的构象与结构.理论模型考虑HP-水(P-W)氢键和水-水(W-W)氢键效应,以及HP单体之间的偶极-偶极相互作用.研究发现,P-W与W-W氢键决定着HP的水合性,P-W氢键形成,会诱导HP刷溶胀.我们通过考察HP单体间的偶极-偶极相互作用发现,随着偶极-偶极相互作用增强,HP链在垂直培基表面沿着链方向,形成了结节状结构.这是由于HP单体之间的偶极-偶极静电吸引作用导致单体间汇聚结节,这种结节在刷内产生了较强的排斥体积作用,因此,这种HP刷具有抗污性能.在较高的接枝密度环境下,由于HP链间单体之间的偶极-偶极静电吸引作用,会形成链间单体-单体的结节,在刷内形成结节网络状凝胶结构,这种结构的出现,会使得HP刷呈现极强的抗污性.另外,当体系中水蒸气浓度增加、水合相互作用增强时,增加的P-W氢键将平衡HP单体之间的偶极-偶极相互作用,使得结节解开,聚合物链伸展.我们的理论结果符合实验观测,由此表明,P-W氢键效应,以及HP单体之间的偶极-偶极相互作用决定着HP刷的构象转变和结构特性,刷内出现的两性离子聚合物链内单体间的结节和链间单体结节状凝胶结构,是两性离子聚合物刷呈现较强抗污性的本质特性.     

紫外固化型聚合物水凝胶的周期图案形成及其调控

以聚乙二醇二丙烯酸酯型水凝胶（PEGDA）为基底,制备了长程有序的表面褶皱图形,研究了其形成机理以及调控方法。通过调控光交联加工参数,聚合物凝胶表面出现大面积的周期图形阵列,该阵列尺寸可以在101～103μm之间调控,整体图形面积可达mm至cm级。分析表明,褶皱图形的形成主要是由于水汽蒸发过程中PEGDA水凝胶膜表面弯曲与体积压缩之间的竞争作用。     

点击化学合成具有聚集诱导荧光特性的双响应性聚合物凝胶

本文合成了巯基功能化的四苯基乙烯并利用thiol-ene点击化学合成得到聚合物凝胶. 基于四苯基乙烯的聚集诱导发光特性，聚合物凝胶的合成过程可以通过四苯基乙烯荧光发射性能的变化进行监测. 此外，由于凝胶的还原和酸性环境响应性，在二硫苏糖醇和三氟乙酸存在下，凝胶的荧光发射会被猝灭，这种双重刺激响应性使其在荧光传感成像、癌症诊断和自愈合材料方面具有潜在的应用价值.     

双模板汞离子印迹聚合物的制备及其性能

以氯化汞和表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)为模板,N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷为功能单体,正硅酸乙酯为交联剂,利用双重印迹法制备了一种双模板介孔印迹聚合物.利用红外光谱和扫描电镜对印迹聚合物进行微观表征,通过平衡吸附实验研究双模板印迹聚合物的吸附性能和选择识别性能,并且探讨了印迹聚合物用量、pH值以及吸附时间对吸附性能的影响.结果表明,合成的双模板印迹聚合物具有较高的吸附能力和选择识别能力,并且具有较快的吸附速率,20min可达到吸附平衡,重复使用性能良好.在竞争离子pb2+的存在下,最大相对选择性系数可达到73.双模板汞离子印迹聚合物在汞离子的富集与分离领域有良好的应用前景.     

多溶剂响应自折叠水凝胶

本文基于寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)和2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO₂MA)设计了一种自折叠水凝胶. 在室温下,P(MEO₂MA-co-OEGMA)凝胶能够在多种溶剂中自折叠形成三维结构. 凝胶不均匀膨胀导致内应力增强,从而使得片状凝胶可以在三维结构和二维形状之间进行可逆转换. 研究表明,凝胶组成、固化气体环境和成型过程对水凝胶的自折叠过程起着重要的影响.     

固态离子晶体β-K0.294Ga1.969O3的高压与变温拉曼光谱研究

β-镓酸盐（β-gallate）型化合物是一种非常有应用前景的固态离子导体,在储能领域具有重要的应用价值。该类型化合物导电层中往往可以容纳过量的碱金属离子,使得该体系体现出复杂的晶格动力学行为,这也为进一步理解其导电机制带来了困难。压力与温度两个参量均可以通过改变原子间的间距而影响材料的结构,在研究材料的动力学过程,尤其在研究离子的扩散过程方面有很大的应用价值。迄今为止,对于温度依赖的β-镓酸盐型化合物的特性研究很少,且尚无β-镓酸盐型结构化合物的高压研究。由于激光拉曼散射技术在研究物质晶格动力学方面的独特优势,尤其压力与温度依赖的拉曼光谱可以提供重要的结构信息,是研究物质晶格动力学行为的有效实验手段。使用大腔体静高压技术成功合成了一种新型的β-镓酸盐型K_0.294Ga_1.969O₃(KGO)晶体,利用扫描电镜、能谱对晶体进行了表征,通过单晶X射线衍射对其晶体结构进行了解析,并与β-Ga₂O₃的晶体结构进行了对比分析。利用高压和变温拉曼光谱研究了KGO导电层中无序碱金属离子的晶格动力学行为。研究发现,由尖晶石层与疏松的离子导电层交替排列而成的β-镓酸盐型KGO晶体结构在压力23.3 GPa条件下仍可保持稳定;由于振动模式不同,高频拉曼模与低频拉曼模的压力系数存在着显著差异,并表现出显著的对压力诱导非谐性。在约300 ℃,KGO中K+发生热激活,表现在与碱金属K+运动相关的低频拉曼模的强度迅速增加,而与Ga-O多面体相关的高频振动模强度增加缓慢,与此同时,K+在沿着导电平面的方向上发生了无序扩散过程。研究结果将有助于深入地理解β-镓酸盐型结构化合物的导电机制,而且对于实现β-镓酸盐型化合物精确的计算控制和掺杂尤为重要。     

比率荧光纳米水凝胶的制备以及在pH探测中的应用

基于再沉淀方法制备了一种具有比率荧光发射的纳米水凝胶,适用于检测生理范围的pH值。通过在聚氨酯水凝胶中引入pH值指示剂以及具有共振能量传递关系的荧光染料分子,赋予原本非pH响应和非荧光型的水凝胶以pH探测能力。随着pH值由酸性渐变为碱性,纳米水凝胶的绿色荧光强度逐渐增强,而红色荧光逐渐减弱。所制备的纳米水凝胶由于具有灵敏度高、亲水性好、稳定性好、响应快以及pH值检测范围恰好涵盖了生理pH值范围(pH值6～8)等优点,因此在细胞内pH值探测领域具有广阔应用前景。     

中子小角散射讲座：第四讲 中子小角散射在聚合物和生物大分子中的应用

三十多年来,研究化学聚合物和生物大分子的空间结构,一般都袭用光或X射线的弹性散射或准弹性散射技术,并已获得了大量的结构信息.但是,由于非晶态化学聚合物的不断出现及其特殊的技术应用价值,而能形成结晶态的生物大分子毕竟有限,再加上聚合物和生物大分子中都含有大量的氢,氢和氘对中子的散射振幅完全不同,使得中子小角散射在化学聚合物和生物大分子科学研究中,显示出独到之处,取得了极有价值的成果,澄清了一些长期有争议的问题,受到有关专家的重视[1,2] 一、在化学聚合物中的应用1.一般原理 化学聚合物是由单体或单分子物质经聚合反应而…     

9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸)芴共聚物的合成及荧光发光性能

利用迈克尔加成反应合成了2,7-二溴-9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸)芴(FSO3H),并通过Suzuki偶合反应制备了9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸)芴-9,9-二己基芴共聚物(PF6SO3H)和9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸)芴-4,4'-联苯共聚物(PFDBSO3H)。通过核磁共振氢谱(1H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、紫外-可见吸收光谱对聚合物的结构进行了表征,利用荧光发射光谱对聚合物在各种条件下的荧光发光性能进行了研究。结果表明,上述两种磺酸型聚芴已被成功合成,这些聚合物具有较高的分子量并能够很好地溶于甲醇和水/醇混合溶剂中。荧光发光光谱研究表明:溶剂的极性、溶液的浓度和p H值、溶液中的金属离子都对磺酸型聚芴的发光性能有很大的影响。荧光发射光谱随着溶剂极性的增加逐渐红移。荧光强度随着溶液浓度的增加先增加后降低。当溶液p H从1增加到7.5时,荧光强度逐渐增加;当p H从7.5增加到12.5时,荧光强度降低直至猝灭。离子猝灭剂Mv+、Ag+、K+、Na+和Li+等对两种聚合物具有明显的猝灭效应,且对PF6SO3H的猝灭效应比对PFDBSO3H更强,这与磺酸型聚芴分子的刚性及离子的相互作用有关。     

基于多肽的水凝胶结构稳定性的变温红外光谱研究

利用变温傅里叶变换红外光谱方法,我们研究了一种基于非离子型多肽两亲分子(peptide amphiphile,PA)水凝胶的构象的温度依赖性。在频率范围1 450~1 750cm-1、温度范围25~95℃内,我们观测到了水凝胶酰胺-Ⅰ带和-Ⅱ带只发生有限、逐渐的光谱变化。这些结果表明,所合成的肽基水凝胶具有很好的温度稳定性。我们对所观测到的微小的光谱演变所反映的水凝胶的构象及其变化进行了讨论。     

EA光学塑料的应用前景

本文论述了几种近年来新聚合成的高分子透镜材料及其应用前景，着重论述ＥＡ光学塑料在新聚合成的高分子透镜材料中的特殊性能以及它在眼镜上的应用前景。     

含噻二唑聚芴类白光聚合物的合成与发光性能研究

通过Suzuki偶联反应将2,7-二溴-9,9-二辛基芴（Br-DOF）、2,7-二硼酸-9,9-二辛基芴（B-DOF）和4-（8-（2,7-二溴-9-辛基芴）辛氧基）-N-4-（7-（4-（二苯胺基）苯基）苯并噻二唑）苯基-二苯胺（Br-TAF）共聚,合成了白光聚合物PDOF-TAF。以PDOF-TAF为发光层,溶液旋涂制备了非掺杂型单层白光有机电致发光二极管,色坐标为（0.23,0.18）。通过插入电子传输层TPBI和空穴传输层PVK得到的白光器件发射光谱覆盖了410~700 nm区域,色坐标从（0.23,0.18）调整到（0.24,0.32）,亮度达到2 020 cd/m²,电流效率达到1.4 cd/A。实验结果表明,PDOF-TAF是一种很好的白光聚合物发光材料,在WOLED中将有很好的应用前景。     

聚合物点：合成方法、性能及光学应用进展（英文）

聚合物点由于具有易调控的光电特性一直备受相关领域研究者们的关注。作为一种新型碳基纳米材料,聚合物点的分类、合成方法及性能仍缺乏较为系统的总结。本篇综述根据聚合物点的结构,将其分为共轭聚合物点和碳化聚合物点,主要围绕两种聚合物点的定义、合成方法及发光机理进行了讨论。此外,本文还对聚合物点近年来的光学应用进行了总结,包括生物成像和荧光标记、药物和基因传递、传感、光电器件、光催化和防伪等。