聚苯乙烯光子晶体薄膜的光化学行为

研究了紫外光照下聚苯乙烯（PS）光子晶体薄膜的表面形貌、光学性质及浸润性变化. 傅立叶红外光谱对紫外光照前后薄膜表面的化学成分进行了表征,结果表明紫外光照后PS微球表面产生亲水性极性基团羰基. 扫描电子显微镜照片表明随着紫外光照时间的延长,PS微球发生收缩、变形甚至熔化. 原位反射和透射光谱表明在光照20 min内,光子晶体薄膜能够保持良好的光学性能,且薄膜由疏水表面转变为亲水表面. 因此,控制光照时间可以制备得到具有良好光学性能的亲水性聚合物光子晶体薄膜,对于光子晶体在特殊环境下的应用具有重要的意义.     

甲基丙烯酸类聚合物修饰的聚乙烯隔膜在锂离子电池中的应用

将环状碳酸酯基团引入到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)侧链上, 制备了聚(2,3-环碳酸甘油酯)甲基丙烯酸酯(PDOMMA), 并用其修饰锂离子电池聚乙烯隔膜. 通过热重分析、 差示扫描量热分析及接触角和吸液率测试等研究了PDOMMA的热稳定性及其修饰的聚乙烯隔膜对电解液的浸润性和吸液率的影响, 并通过恒流充放电、 交流阻抗、 倍率性能测试及扫描电子显微镜观测等研究了修饰隔膜对锂离子电池性能的影响. 结果表明, 与未修饰隔膜相比, 修饰隔膜对电解液浸润性更优异(20 s内便完全浸润), 吸液率更高(440%), 电池循环性能更好(放电比容量提高了12.3%).     

石墨烯表面的特征水分子排布及其湿润透明特性的分子动力学模拟

石墨烯因其独特的分子构型、卓越的物理化学性能而受到广泛关注.本文首先利用分子动力学模拟比较了单层石墨烯、铜、二氧化硅三者表面的浸润性,除了接触角的比较,还分析了基底表面的水分子排布,得到石墨烯表面的特征水分子排布为:表面有两层密集的水分子层,其中靠近基底的密集水分子层中O—H键与垂直基底方向夹角集中在90°附近,并且基底表面的氢键几乎都垂直于基底.另一方面,本文研究了石墨烯浸润透明特性,发现在铜和二氧化硅上添加一层石墨烯,对铜的浸润性影响较小,对二氧化硅的浸润性影响很大,不仅使其上接触角显著增大,还使得基底表面的水分子排布呈现出类似单层石墨烯上的规律.本文使用分子动力学模拟方法从微观尺度验证了文献的实验结果,从基底表面水分子排布角度分析了石墨烯独特的浸润透明特性,为进一步开发石墨烯在微结构设计上的应用提供了理论指导.     

浸润性可调的导电聚苯胺/聚丙烯腈同轴纳米纤维

聚苯胺(PANI)因其具有可调的导电性、优异的化学稳定性、简单的制备方法等特点, 在化学电源、抗静电涂层、电磁屏蔽材料、抗腐蚀、传感器等领域具有广泛的应用前景[^1~4]. 由于聚苯胺的刚性分子链使得聚苯胺几乎不溶不熔, 难以加工应用, 因此, 将导电聚合物直接制成纳米纤维一直是合成纤维界所希望的目标之一. 此外, 由于材料尺度的减小, 使纳米材料的表面与界面性质,尤其是表面浸润性变得更为突出.浸润性是固体表面的重要特征之一, 它主要由表面的化学组成和微观结构共同决定^[5,6]. 可调的浸润性在超疏水材料、药物传输、仿生材料和微流体等领域具有重要的应用价值^[7~10] , 引起人们广泛关注.     

绿色环保特殊浸润性纺织品的前沿进展

介绍了仿生超疏表面的工作机制以及疏水整理液的发展, 系统综述了近10年来特殊浸润性在开拓多功能绿色纺织领域的研究进展, 讨论了双面超疏、 超疏/超亲、 图案化及可响应浸润性纺织品的制备技术及应用, 介绍近几年在纺织品疏水化功能改性方面取得的前瞻性工作, 包括自清洁防污、 油水分离、 机械耐久、 图案化、 自修复、 单向运输等, 特别是在智能响应、 电子可穿戴、 能源等新兴领域方面的应用. 最后, 对超疏水纺织功能材料目前所面临的挑战及未来发展的方向进行了展望.     

柱状结构阵列碳纳米管膜的超疏水性研究

浸润性是固体表面的重要性质之一 .决定固体表面的浸润性的两个主要因素中 ,化学性质是内因 ,而几何结构形貌也是不可缺少的重要因素 .通过改变固体表面的粗糙度可以改变其浸润性 [1～ 5] .通常 ,人们用水接触角的大小来衡量固体表面水的浸润性 ,水与固体表面的接触角大于 1 5     

基于各向异性表面的液滴驱动

驱动液滴实现各种动态行为在生物医学、微流控、痕量检测等领域具有重要应用。液滴的驱动主要依赖于对液滴不同位置受力的调节。具有浸润性差异或结构差异的各向异性表面,在对液滴进行驱动时具有操作简便、节约能源等优势,逐渐成为液滴操控领域的研究热点之一。本文结合本课题组的研究工作,对近年来利用各向异性表面驱动液滴的相关研究进行了综述。首先,分析了各向异性表面驱动液滴的基本原理。依据制备方法的不同,将各向异性表面分为浸润性各向异性表面、结构各向异性表面和协同各向异性表面三类,分别归纳了其常见制备方法和在液滴驱动领域的主要应用。最后,本文对各向异性表面驱动液滴的局限性和发展方向进行了总结和展望。     

三相界面电催化二氧化碳还原研究进展

电催化二氧化碳还原是能源化学及催化科学的研究重点与难点. 气-固-液三相界面模型作为物理化学中的基本概念, 近年来被越来越多地应用于电催化二氧化碳还原反应的研究, 其相比于传统固-液两相体系表现出了诸多优点. 本综述阐述了三相界面电催化二氧化碳还原研究进展, 对三相界面电催化体系进行分类及原理探究. 再具体到二氧化碳还原反应, 讨论其水下超亲气体系以及气体扩散层体系的结构特性及电催化性质, 并对包括反应物界面扩散及界面浸润性等影响因素进行了系统分析. 最后对当前研究存在的问题及今后电催化二氧化碳还原领域的发展方向进行了总结与展望.     

纳米药物在非肌层浸润性膀胱癌灌注治疗中的应用

膀胱癌是泌尿系统最常见的肿瘤之一,其中非肌层浸润性膀胱癌(NMIBC)占比高达75%以上.鉴于单纯手术治疗后好复发、易进展的特点,多个指南均推荐手术切除结合术后灌注治疗作为其标准治疗方案.化疗作为膀胱灌注治疗的主要手段,对NMIBC治疗具有重要意义.然而,尿液稀释、膀胱排空以及药物直接暴露等多重因素限制,极大地制约了小分子化疗药物在膀胱灌注治疗中的应用.为改善治疗过程的安全性和疗效,多种新型给药装置或技术相继被应用于NMIBC灌注治疗,但仍难以解决毒副作用难题.随着纳米技术的发展,其在膀胱灌注治疗中的应用逐渐受到重视,为灌注治疗过程的安全性改善带来机遇.本文简要总结了目前NMIBC临床治疗或临床研究中的用药方案及新兴给药技术,并对临床NMIBC灌注治疗中所使用的纳米递送技术进行了归纳.进一步结合作者和国内外同行在膀胱灌注化疗纳米药物研究方面所开展的系列研究工作,对本领域的最新研究进展进行了总结,最后对膀胱灌注治疗纳米药物的发展趋势做出展望.     

烧结电镀强浸润管壁结构强化R245fa流动沸腾特性的实验研究

实验研究了有机工质R245fa在内径为10 mm的不锈钢光管和烧结电镀多尺度镀层强化管内的流动沸腾传热特性。实验工况为：饱和压力0.6 MPa，质量流速189.3～708.14 kg·s^-1·m^-2，热流密度4.94～44.74 k W·m^-2，干度0.01～0.9。实验结果表明：实验条件下观测到分层流与环状流两种流型，发现管内多尺度强浸润镀层能够促进环状流的转变提前。与光管相比，烧结电镀多尺度镀层强化管具有明显的强化沸腾换热的效果，其传热强化因子平均为1.87，最大强化效果为3.15。随着热流密度以及干度的增大，传热强化因子先增加后降低。流型可视化对比发现，强化管壁面的强润湿性促进上壁面液相吸附以及快速再浸润，对流动沸腾换热具有积极作用。