水下超疏油性壳聚糖-SiO_2复合膜的制备与性能

利用壳聚糖和亲水性SiO2纳米颗粒,通过浸渍提拉法在玻璃表面制备了水下超疏油壳聚糖-SiO2复合膜.采用扫描电镜、原子力显微镜和接触角仪,研究了组分配比、浸泡时间对复合膜表面形貌、粗糙度、水下油滴接触角(OCA)和滚动角(SA)的影响.结果表明,随着亲水性SiO2含量的增加,复合膜表面聚集的亲水性SiO2纳米颗粒增多,水下疏油性提高;随着浸泡时间延长,复合膜的水下油滴OCA逐渐增大,浸泡168 h时略有减小,SA也受到浸泡时间的影响.当SiO2乙醇悬浮液和壳聚糖溶液的体积比为1∶10和1∶5时,复合膜呈现疏油性;当SiO2乙醇悬浮液和壳聚糖溶液的体积比大于等于1∶2时,复合膜的水下油滴接触角OCA大于150°.当SiO2乙醇悬浮液和壳聚糖溶液的体积比为1∶1、浸泡24 h时,复合膜水下疏油性最好,水下油滴接触角OCA达157.8°,滚动角SA为1.9°.复合膜可用于水下油滴的操控,实现了溴(Br2)和苯乙烯在油滴微反应器中的加成反应.     

基于儿茶酚交替共聚物的干湿态双高效胶黏剂材料

以多巴胺(DA)和双酚A型环氧树脂(BAER)进行氨基-环氧点击化学反应, 合成了儿茶酚功能化交替共聚物聚(多巴胺-alt-双酚A型环氧)[P(DA-a-BAER)]. 以FeCl₃为交联剂, 研究了交联剂用量对聚合物在干态及水下环境中黏接性能的影响. 结果表明, 该聚合物可以在干态及水下环境中对多种基材进行黏接. 以不锈钢基材为例, 在干态条件下, 当Fe³⁺与儿茶酚基团的摩尔比为1:3 时, 黏接强度最高, 为(3.03±0.68) MPa; 在水下环境中, 当Fe³⁺与儿茶酚基团的摩尔比为1:6 时, 黏接强度最高, 为(0.65±0.10) MPa. 拉曼光谱(Raman)和紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)分析结果表明, Fe³⁺与儿茶酚基团可通过配位交联和氧化交联的方式增大胶体强度, 从而提高黏接强度.     

难船救助新技术——聚氨酯泡沫快速堵漏

<正> 一、引言在救捞工程中常碰到堵塞难船漏水的问题,尤其对较大的漏洞,破洞常须进行烧焊加固,以确保安全。水下焊补目前还难于进行,较大的漏水情况下焊补,质量难保证,因此要求尽可能创造有利条件,使工程能有保证地顺利进行。较大的漏洞,缺口的边缘和周围均是不可能平整的,封补预制件(一般为预制钢     

仿生水下超疏油表面

水下超疏油表面是指在油/水/固三相体系中,对油的接触角大于150°的固体表面.从鱼体表面和荷叶下表面2种具有水下超疏油性质的生物体系出发,讨论了影响水下超疏油性质的因素,并据此提出了仿生水下超疏油表面的设计方法.通过介绍目前典型的人造水下超疏油表面的制备手段和研究进展,概括了水下超疏油体系的发展现状.对浸润性和黏附性响应性可控的智能水下超疏油体系以及水下超疏油体系在液滴操控、抗生物黏附和油水分离等领域的应用进行了简要介绍.最后对仿生水下超疏油体系目前研究存在的问题及挑战进行了总结,在此基础上展望了该领域未来的发展方向.     

水下超疏油仿生特殊粘附界面材料的研究进展

水下超疏油表面由于在防污材料、微流控技术、生物粘附等方面具有广泛的应用前景,已经引起人们的普遍关注。本文简单介绍了浸润性在液相体系的相关概念及基础理论,综述了自然界中的水下超疏油低粘附生物体典型实例以及水下超疏油仿生特殊粘附界面材料的仿生制备和智能调控,并对水下超疏油仿生界面材料的发展进行了展望。     

氢键作用驱动原花青素构筑水基抗菌黏合剂北大核心CSCD

水下黏合剂在生物医学和工程应用领域的需求越来越大。然而,目前报道的大多数水下黏合剂的制备方法中通常需要复杂的化学偶联或修饰,以及昂贵的构筑基元。本文利用低成本的葡萄籽提取物原花青素(PA)和商业化的聚乙二醇寡聚物(PEG)为构筑基元,发展了一种简单且经济的水下黏合剂的构筑策略,实现了在氢键作用下诱导仿生黏合剂生成。此黏合剂既可以在水上又可以在水下黏附不同材质的基底,且可重复使用。此外,易于制备的PA/PEG黏合剂也具有良好的抗菌活性和生物相容性。由于PA/PEG黏合剂具有制备简单、广谱黏附性、可循环使用和抗菌性等优点,将在医疗器械和制药应用中得到广泛应用。     

仿生沉积法制备水下低气体黏附透明材料

透明材料常用于水下设备中,而聚合物透明材料多较为疏水,在水下易黏附气泡,影响其光学性能.利用多巴胺(DA)和聚乙烯亚胺(PEI)共沉积技术,在多种透明聚合物材料表面构建了亲水/水下超疏气涂层.结果表明,聚多巴胺(PDA)与PEI可通过Michael加成或Schiff碱反应在此类材料表面形成亲水交联网络,显著提高其表面亲水性.表现为水接触角显著降低,而水下气接触角显著提高(140?),气泡在材料表面的黏附力显著下降.沉积时间在6 h以下时,XPS和椭圆偏振测试的结果表明,虽然所选用的透明材料表面沉积量和沉积厚度随时间有所上升,但其透光性不会受到显著影响.该方法具有较强的普适性,可用于多种水下气体黏附性较强的透明高分子材料,如聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)和聚酰亚胺(PI)等.同时,该方法形成的涂层的长期稳定性也较好,材料在水中浸泡振荡10天之后仍能保持较好的抗气泡黏附能力.该方法适用于如潜水艇舷窗、护目镜、水下光学镜头及其防护罩等水下设备中.     

固定化血红蛋白氧载体的研究：Ⅰ.聚乙烯醇包埋血红蛋白

固定化血红蛋白可以作为氧载体，从海水中提取氧气，为人类在水下提供氧源。以聚乙烯醇为载体材料，固定化血红白、制备氧载体。研究了该氧载体的氧解离性能以及戊二醛和六磷酸肌醇对氧载体氧解离性能的影响。     

水下压敏胶的研究

五十年代以来,压敏胶的研究取得了很大的进展。然而,用于水下粘结的压敏胶至今未见任何报导。为了改善我所研制的水下胶在固化前因本身重量和海浪冲击而发生位移或剥落的情况,我们制成了用于船舶修补及打捞的聚氨酯型水下压敏胶。它适用于干燥面或水下粘结。海水中可操作时间为7.5小时,胶液和     

基于贻贝启发的水下仿生胶黏剂

海洋中的贻贝依靠丝足(Byssus)与足盘(Plaque)可以在潮湿及水下环境中快速而牢固地黏附于各种固体表面。贻贝强健的足部具有沟渠状的生理结构,通过类似于“注塑生产”的生理过程,它们可以生成丝足与足盘。贻贝将液态的蛋白质挤压到沟渠里,只需几秒钟时间,这些蛋白质就能形成一条条发丝一样纤细的丝足。每条丝足的末端都有一个黏性足盘,足盘可以牢牢地黏附在岩石及固体表面。丝足及足盘由多种黏附蛋白(Mfps)组成,且几乎每种黏附蛋白都含有L-3,4-二羟基苯丙氨酸(DOPA)成分。在过去的数十年间,科研人员基本揭示了贻贝黏附蛋白的结构及其黏附机理。DOPA的儿茶酚基团,通过氧化交联、金属螯合、氢键、静电作用、疏水作用、π-π作用、阳离子-π作用等各种共价和非共价相互作用,实现强大的界面黏接。基于贻贝黏附蛋白的结构及其黏附机理,通过使用DOPA及其类似物修饰的聚合物体系,人们得到了多种具有优秀机械性能和功能化的新型仿生多巴类水下胶黏剂。本综述首先介绍了贻贝黏附蛋白的组成特点及其黏附机理;随后分别介绍了凝聚层类胶黏剂、水凝胶类胶黏剂、智能型水下胶黏剂的结构特点及黏附机理;最后讨论了目前仿生水下胶黏剂存在的问题及未来发展前景。     

单宁酸/两性离子改性油-水分离膜的制备及性能

以不锈钢网为基材, 利用单宁酸对不锈钢网进行表面预处理并功能化接枝两性离子基团, 制备了新型亲水和水下超疏油的单宁酸/两性离子改性油-水分离膜(TA-ZW-SSM). 利用X射线光电子能谱仪(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)及接触角测量仪等表征了其化学结构、 形态和润湿性. 研究结果表明, 两性离子基团通过化学键接枝在单宁酸预处理的不锈钢网表面. 油-水分离实验结果表明, 对于不同类型的油-水混合物, 本文制备的超亲水和水下超疏油特性的TA-ZW-SSM可实现重力驱动的高效油-水分离, 并具有较好的化学稳定性及再循环性.     

羧基甜菜碱型两性离子聚氨酯水凝胶的制备及水下抗原油黏附性能

通过4-溴丁酸乙酯和N-甲基二乙醇胺之间的亲核取代反应制备得到季铵离子型二元醇. 以季铵离子型二元醇与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体为基本原料, 通过聚加成反应制备得到聚氨酯预聚体. 进一步经碱性水解等过程后制备得到不同水解时间的羧基甜菜碱型两性离子聚氨酯水凝胶(CBPU). 结果表明, 水解 60 min后的羧基甜菜碱型两性离子聚氨酯水凝胶不仅具有较好的机械性能, 而且对十六烷、 煤油、 石油醚、 异辛烷甚至原油的水下油接触角(UOCA)均达160°以上, 水下油黏附力均为0. 该羧基甜菜碱型两性离子聚氨酯水凝胶在防油涂层、 油水分离膜以及防污减阻等方面均具有重大的应用前景.     

形状记忆聚合物表面水下油黏附性的可逆调控

采用模板法在形状记忆聚合物表面获得一种具有形状记忆特征的表面微结构, 在氧等离子作用下, 表面呈现低黏附的水下超疏油特性. 在外压作用下, 表面微结构发生坍塌, 失去水下超疏油性, 同时表面对油滴呈高黏附特征. 在120 ℃热处理后, 表面微结构恢复到了原始状态, 在等离子进一步作用下, 表面即可恢复到最初的低黏附水下超疏油状态. 因此通过外压、 热处理及等离子作用即可实现对表面微结构及其水下油黏附性能的可逆调控. 研究表明, 表面不同的微结构状态赋予表面不同的黏附性能, 在原始表面液滴处于低黏附的Cassie态, 而在坍塌结构表面水滴处于高黏附的Wenzel态.     

黄河水下三角洲的动力沉积特征

本文根据1985—1988年期间进行的综合海上调查及室内研究结果确定,黄河径流在口门处形成高密度潜流,是水下三角洲沉积物的主要搬运营力.由口门向外沉积物发生结构递变,与潜流及表层羽体流的逐渐衰减有关.水下三角洲堆积体的最大厚度为16m,堆积时间为12—15a,沉积速率达110—130cm/a.     

"两会"透露科学仪器又一潜力市场

正科技部、文化部、国家文物局联合印发的《国家"十三五"文化遗产保护与公共文化服务科技创新规划》里明确提出,要显著提升"文化遗产价值认知"和"文化遗产保护修复"的科技支撑能力。对于前者,要集中突破天地联合遥感遥测、考古预探测智能机器人、复杂环境中的水下文物探测与判别、多功能水下及水面搭载平台、高环境适应性水下文物监测、精准测年、无损/微损检测等一批核心关键技术,研发一     

仿贻贝黏附高分子的研究进展

贻贝具有极强的水下黏附能力,其分泌的黏附蛋白能够黏附在包括聚四氟乙烯（PTFE）在内的几乎所有基底材料上。贻贝不受水或者潮湿环境影响的特殊黏附性能有望指导制备新型水下黏附剂,因而引起了研究人员极大的关注。受贻贝水下黏附机理的启发,通过模仿贻贝黏附蛋白分子结构,研究人员设计制备了多种具有强黏附功能的高分子并探索了相关应用...     

白磷水下燃烧演示实验的再研究

“白磷水下燃烧实验”由于其在教学中的重要性以及所涉及物质的剧毒性、易燃性使实验充满了危险。该实验一直是中学教师探讨的热点,虽然相关的实验改进方法很多,但笔者通过对各类文献中介绍的改进方法的试验比较和研究发现,这些方案依然有改进的余地。     

环氧树脂-玻璃微珠多孔复合材料的水声性能

为提高薄板吸声材料的吸声性能,用改性环氧树脂和空心玻璃微珠等原料合成了25mm厚环氧树脂-玻璃微珠多孔复合材料,在脉冲声管中测试了合成材料试样的声压反射系数和吸声系数,研究了合成工艺参数对其水下声学性能的影响.测试结果表明:环氧树脂-玻璃微珠多孔复合材料是一种良好的水下吸声材料,其吸声性能受到空心玻璃微珠的种类及其含量和固化剂种类等参数的影响.制备了填充多种空心玻璃微珠低频吸声性能良好的环氧树脂-玻璃微珠声学材料.合理地设计实验工艺参数,可以得到水下声学性能更佳的环氧树脂-玻璃微珠多孔复合材料.     

两性离子自组装仿生表面的制备、 表征及抗黏附性能

设计与合成了磺酸甜菜碱型的两性离子化合物: N,N-二甲基氨甲酸乙酯基丙基三乙氧基硅烷磺酸内盐(SiNNS), 利用红外光谱(FTIR)和氢核磁共振波谱(¹H NMR)对其分子组成与结构进行了表征. 通过自组装技术将SiNNS分子构筑在玻璃基材表面, 形成了模拟细胞外层膜的仿生表面. 利用原子力显微镜(AFM)、 X光电子能谱(XPS)和接触角测量仪对表面的形貌特征、 化学组成和润湿性进行了表征. 以空白玻璃为对照样品, 研究了这一表面的防雾性能和抗细菌黏附性能. 结果表明, 所制备的两性离子自组装仿生表面具有超亲水性和水下超疏油特性, 其水滴接触角为9.2°, 水下油滴接触角接近180°; 与对照样品相比, 两性离子自组装表面具有优异的防雾性与抗细菌黏附性.     

船舶水下减阻抗污涂层的研究综述

船舶由于在航行时受到各种阻力,消耗了大量能量,增加了航行成本。船舶水下阻力的来源可以大致分为船体阻力和生物质附加阻力。本文基于对阻力和生物质黏附形成过程的分析,介绍了水下减阻领域的进展突破,总结了具有减阻、抗污性质的涂层研究情况,从超疏水、超亲水减阻材料和自抛光防污涂料、低表面能抗黏附材料、防污剂等方面,对其中相关的科学问题和解决方法进行了综述。