亚表面引发原子转移自由基聚合构筑温度响应型纳米纤维油水分离膜

亚表面引发聚合是一种用于制备共价嵌入型聚合物刷的新型改性策略. 该方法在发展高稳定性聚合物刷功能化表界面材料方面具有显著的优势. 本工作利用亚表面引发原子转移自由基聚合(sSI-ATRP)对静电纺丝聚丙烯腈(PAN)基纳米纤维膜进行亚表面改性, 通过接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)制备了温度响应型纳米纤维油水分离膜(PAN-sg-PNIPAM). 当温度低于低临界溶解温度(LCST)时, PNIPAM链与水分子之间的强氢键作用使得聚合物链完全伸展, 分离膜表面亲水且对油滴具有非常低的粘附力, 对油水乳液具有非常高的分离效率(达98.7%); 当温度高于LCST时, PNIPAM链失水收缩, 膜表面变得更加疏水且对油滴的粘附力显著增加, 其油水乳液分离效率显著降低, 仅为9.1%. 此外, 由于共价嵌入聚合物刷的高稳定性, 该分离膜在4 kPa压力下, 20 ℃和45 ℃之间可逆切换10个循环后, 仍能保持非常稳定的渗透通量. 本研究为发展高稳定性的智能型油水分离膜提供了一种新方法.     

聚多巴胺辅助两性离子聚合物界面组装制备水润滑纳米涂层

亲水和低摩擦表面涂层在生物植入体及医疗器械方面有着很广泛的应用，为发展简单、通用的涂层制备方法，本文作者采用聚多巴胺辅助共沉积技术，将壳聚糖基两性离子共聚物组装到材料表面，制备了超亲水、低摩擦和抗污染水润滑纳米涂层，考察了聚合物浓度对共沉积复合涂层的厚度、亲水性和润滑性的影响. 结果表明:随着聚合物浓度的增大，涂层厚度略有下降；该涂层在纯水及不同生物介质中表现出优异的润滑性能(摩擦系数μ为0.015)和抗污染性能. 该方法适用于多种惰性材料表面(金属、陶瓷和聚合物等)，有望用于生物植入体、医用导管等表面制备多功能水润滑纳米涂层.      

低温水相合成巯基化聚乙烯醇/CdS量子点纳米复合物及用于测定环境水样中痕量Cu~(2+)

采用水相合成法,在低温N2气保护条件下,以巯基化聚乙烯醇(PVA)为基体材料合成一种环境友好型PVA/CdS量子点纳米复合物,并通过红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重(TG)、荧光光谱(PL)和紫外可见光谱(UV-Vis)等技术手段对复合物进行结构表征和光学性能研究。测试结果表明,复合物中CdS量子点为立方晶型结构,形状为球形,粒径小于5nm,具有很好的稳定性、分散性及发光性质。此外,Cu~(2+)对PVA/CdS水溶液荧光具有良好的猝灭作用,其荧光猝灭程度与Cu~(2+)浓度在1~1000nmol/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.9923,方法检出限为0.12nmol/L。该纳米复合物荧光分析方法简便快速、灵敏度高、检出限低,已应用于实际黄河水样中痕量Cu~(2+)的分析与检测。     

表面接枝聚合物刷与仿生水润滑研究进展

动物关节的超低摩擦系数和长耐磨寿命主要归功于关节软骨表层以及关节滑液中呈“刷”型结构的生物大分子.人工仿制的表而接枝聚合物刷可以对关节润滑进行功能模拟,本文简要综述了近年来表面接枝聚合物刷的水润滑研究进展.重点讨论了不同类型聚合物刷(天然生物大分子、聚电解质刷、两性离子聚合物刷和中性聚合物刷等)的水润滑机理,最后讨论了目前仿生水润滑研究存在的问题以及未来的发展趋势及应用前景.     

材料表面润湿性调控及减阻性能研究

设计合成不同结构的自组装分子,使其可以在不改变表面粗糙度的情况下改变表面的润湿性能;利用低表面能涂层修饰粗糙表面得到超疏水表面.采用流变仪和水洞试验分别在层流和湍流流动状态下测试了具有不同润湿行为的亲、疏水材料的减阻性能.结果表明:在层流流动状态,随着不同表面的接触角从13°增加到45°、113°和161°,减阻率随之从1.8%增大到7.2%、7.9%和14.9%;在湍流流动状态下,自组装涂层接触角为13°、45°和113°的三组模型的平均减阻率为0.8%、1.9%和6.8%,最大减阻率分别可达3.6%、9.2%和18.0%.两种流体流动中均存在材料表面水接触角增加减阻效率增大的行为.     

石墨烯的功能化改性及其作为水基润滑添加剂的应用进展

传统的油基润滑剂在使用过程中通常存在冷却性能差,易造成环境污染等问题,近年来绿色环保的水基润滑逐渐受到科学家们的关注. 水由于自身黏度低且易挥发等特点,其作为润滑剂时润滑效果不佳,因此亟待发展高效的水基润滑添加剂来改善其摩擦磨损性能. 在本文中,作者综述了近年来石墨烯基纳米材料的功能化改性及其作为水基润滑添加剂的最新研究进展,总结了其在摩擦过程中的润滑机理,并对目前石墨烯水基润滑添加剂存在的问题及今后重点研究内容进行了展望.