基于聚合诱导自组装制备二氧化硅/聚合物纳米复合材料

纳米二氧化硅(SiO₂)颗粒以其高硬度、高比表面积、高稳定、价格合理等优势被广泛应用于复合材料的制备中,获得的SiO₂/聚合物复合材料通常具有优良的机械性能、很好的热稳定性以及增强的光学和电性能。近年来,随着聚合诱导自组装(PISA)的提出与发展,研究者们基于PISA发展了多种制备不同形貌聚合物纳米粒子的简便方法,为制备SiO₂/聚合物复合材料提供了新的思路。作者调研了近十年来基于PISA制备SiO₂/聚合物复合材料的相关研究,按照SiO₂与聚合物的结合作用和复合机理的不同,创新性地将SiO₂/聚合物复合材料的制备分为物理包封法、化学接枝法、超分子作用法和原位生长法。本综述重点论述复合材料的合成方法、主要性能及用途,同时分析各种复合方法的优缺点并对制备方法的未来发展做出展望,以期为相关领域科研工作者提供更清晰的脉络和更丰富的启示。     

AAO辅助三唑亚铁纳米材料:一维限制生长和二维表面成膜及自旋转换性能

通过连续多步自组装的方式分别将三唑亚铁（SCO1）和氨基三唑亚铁（SCO2）自旋转换纳米材料生长于氧化铝模板（AAO）的孔道内和表面上。利用扫描电镜（SEM）、红外光谱（IR）、粉末X射线衍射（PXRD）、拉曼光谱（Raman）等手段对SCO1-1D+2D和SCO2-1D+2D纳米材料进行表征,SEM表明随着自组装时间的增加,球状的SCO纳米颗粒生长于AAO孔道内,并逐渐形成1D的纳米结构,而在AAO表面则形成致密均匀的SCO-2D薄膜。两种SCO-1D+2D纳米粒子都具有两步自旋行为（SCO1-1D+2D：T_c1↑=319 K,T_c1↓=313 K,T_c2↑=381 K,T_c2↓=340 K;SCO2-1D+2D：T_c1↑=181 K,T_c1↓=155 K,T_c2↑=246 K,T_c2↓=233 K）。对相应的SCO-1D和SCO-2D磁性结果表明,两步自旋转换行为的产生是由于SCO组装体形貌的差异。其中,低温区的自旋转换行为是由生长于AAO表面的SCO-2D自旋转换性能所致,而发生在更高温度的第二阶段的自旋转换行为则归因于生长于AAO孔道内的SCO-1D的自旋转换性能。     

无溶剂研磨合成双核席夫碱配合物及多组分自分类行为

利用手动研磨法在无溶剂条件下通过1,4-二(咪唑-2-甲醛)丁烷(A)、2,4-二亚甲基-二(咪唑-2-甲醛)-三甲基苯(B)、2,5-二亚甲基-二(咪唑-2-甲醛)-对-二甲苯(C)中的任一组分与N-乙基乙二胺(D)和三氟甲磺酸亚铁组装合成3个Fe(Ⅱ)席夫碱配合物1、2和3。X射线单晶衍射表明,配合物1结晶于空间群Cmca,2和3结晶于空间群P21/c。1~3中每个Fe(Ⅱ)与配体中6个氮原子配位形成变形八面体FeN_6配位环境;每个双臂六齿配体螯合2个亚铁离子,而每个亚铁离子被2条配体包裹形成Fe_2L_2型双核配合物。基于以上配合物的合成,我们详细研究了混合多组分间的固态自分类行为。研究表明,多组分[D+A+B+Fe~(2+)]或[D+A+C+Fe~(2+)]发生自恋型自分类;而多组分[D+B+C+Fe~(2+)]发生群体型自分类,形成了一个由2个不同类型配体构筑的Fe2LL′杂配型配合物4,同时X射线单晶衍射确证了4的结构。此外,通过与溶液中自分类的对比,我们发现该体系固态自分类表现出更为高效的特点。     

基于纳米二氧化钛的光催化自清洁面料研究进展

由于市场需求的多样化,近年来功能性服装已经成为越来越多人的选择。自清洁服装因其具有免洗、节水、节能、环境友好等特点而受到广泛关注。纳米二氧化钛(TiO_2)由于其优异的光致催化降解污染物性能、紫外屏蔽性能以及优异的抗菌性能成为制备多功能自清洁面料的最佳选择。本文介绍了纳米TiO_2的光催化降解污染物、紫外屏蔽和抗菌机理,总结了光催化自清洁面料目前面临的主要问题以及其研究进展,并对光催化自清洁面料的前景进行了展望。     

基于“分子胶”的新型两亲性嵌段共聚物β-CD-PLA的合成及其胶束化

以二重氢键为引导,二硫键连接疏水性聚乳酸(PLA)和亲水性β-环糊精(β-CD)合成了嵌段共聚物β-CD-PLA。采用1 H-NMR和GPC对嵌段共聚物β-CD-PLA的结构进行了表征,以芘作为荧光分子探针对嵌段共聚物β-CD-PLA自组装胶束的性质进行了表征,采用动态光散射纳米粒度仪(DLS)对自组装胶束的粒径进行了测试。结果表明:在二重氢键的引导作用力和碘的氧化作用下,中间体脱去保护基形成双二硫键,形成目标嵌段共聚物β-CD-PLA,该嵌段共聚物能够在水中自组装形成纳米胶束,临界胶束浓度(CMC)为0.089mg/mL,在稀溶液中具有良好的稳定性,自组装形成空白胶束的粒径为31nm,阿霉素盐酸盐(DOX)载药胶束的粒径为42nm。     

基于光谱分析的姜黄素碱性自氧化及其产物的抗氧化活性

在室温及弱碱性条件下进行姜黄素自氧化反应,应用柱色谱分离、紫外吸收光谱(UV)、红外光谱(IR)、核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)等分析技术,分离并鉴定了主要自氧化产物的化学结构.针对反应进程,采用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)分析技术,从底物消除和产物生成2个方面进行了定性及定量研究.以抗坏血酸作阳性对照,采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)、羟自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O_2~(-·))体系,定量比较了产物和姜黄素的体外抗氧化活性.结果表明,姜黄素在室温及弱碱性条件下的降解消除以自氧化反应为主,姜黄素消除过程和自氧化产物生成过程均符合一级动力学特征.自氧化产物具有双环乙酰丙酮的骨架结构,并显示有DPPH·,·OH和O_2~(-·)等自由基清除活性,但作用强度均显著低于姜黄素,因此在姜黄素应用过程中应严格控制pH条件,避免发生自氧化反应.     

基于糖和苯硼酸动态共价键的高效蛋白质表面修饰方法

糖和蛋白质的相互作用参与了很多重要的生命过程.研究糖和蛋白质的相互作用有多种手段,石英晶体微天平(QCM)是其中重要的一种.研究中常需要将蛋白质通过共价键连接在天平芯片的表面.但是,用于检测糖分子的蛋白质多为植物凝集素,它们的分子量大,表面可修饰位点少,通过共价键修饰在芯片表面的效率偏低.本文提出一种基于糖和苯硼酸之间动态共价键的新修饰方法,能够大幅度提高蛋白质在芯片表面的修饰效率.     

硫化天然橡胶的本征自修复与固相回收加工

通过小分子模拟试验和应力松弛,发现甲基丙烯酸铜(MA-Cu)比氯化铜(CuCl_2)更适合用作硫化天然橡胶中二硫键交换反应催化剂,并且硫化天然橡胶中的二硫键交换反应需要在高于120°C的温度下才能高效进行,这保障了相关制品在较低温工作时的结构与性能稳定.进一步的实验结果表明,硫化天然橡胶在MA-Cu辅助作用下获得了多次自修复与固相回收加工性能,损伤自修复后的硫化天然橡胶与固相回收加工的再生硫化天然橡胶,其拉伸强度均可恢复到原始材料强度的80%左右.     

基于铕取代多金属氧簇的手性发光液晶材料

The incorporation of europium-substituted polyoxometalate (PM) into chiral amphiphiles is attractive for the fabrication of multifunctional chiral luminescent liquid crystalline materials. Chiral amphiphiles acted as good promoters to trigger the achiral PM to show induced supramolecular chirality through electrostatic interactions, as illustrated by circular dichroism (CD) spectra. Differential scanning calorimetry (DSC), polarized optical microscopy (POM), and temperature-dependent X-ray diffraction (XRD) analysis confirmed that the organic/inorganic hybrid polyoxometalate complex exhibited thermotropic mesomorphic behaviors. In a cast film, the complex displayed intrinsic luminescence that could be adjusted by accurately controlling the temperature. The electrostatic encapsulation of PM with chiral mesomorphic promoters provides an effective method for constructing PM-based chiral luminescent liquid crystalline materials.     

预嵌锂用穿孔集流体对锂离子电容器电化学性能的影响

将石墨涂覆于传统铜箔(CCC)与穿孔铜箔(PCC)集流体表面,通过内部短路的方式进行预嵌锂处理,再以商业化的活性炭及预锂化的石墨分别为正、负极材料组装成锂离子电容器(LIC)。以PCC为集流体的LIC在0.1和2.0 A?g~(-1)的电流密度下,能量密度分别为118.2和51.7 Wh?kg~(-1),并且在0.5 A?g~(-1)的电流密度下循环1000次后的能量密度保持率为90%;以CCC为集流体的LIC在0.1和2.0 A?g~(-1)的电流密度下的能量密度分别为125.5和43.3 Wh?kg~(-1),在同等电流密度下2.0-3.8 V之间循环1000次后的能量密度保持率仅为73.2%。进一步研究表明,石墨采用PCC在预嵌锂的过程中避免了金属锂沉积,生成了均一且稳定的固体电解质膜(SEI),有效防止充放电过程中SEI膨胀,活性物质与集流体间粘结力降低,活性物质脱落等现象发生。因此,LIC通过PCC完成预嵌锂后的自放电及内阻更小,具有更佳的倍率性能和循环性能。