导电聚合物的纳米结构及其在生物医学领域的应用

由于表面效应、小尺寸效应和量子效应,使纳米结构的导电聚合物材料与传统聚合物材料相比,显示出更优越的性能。基于神经组织对电场和电刺激敏感性,使得导电聚合物纳米材料在生物医学应用方面很有前景。本文综述了纳米结构的导电聚合物的合成方法,及其在生物医学领域的应用。合成方法主要关注于硬模板法、软模板法和无模板自组装法,以及这些方法中导电聚合物纳米结构的形成机理。总结了具有纳米结构的导电聚合物,如纳米颗粒、纳米纤维和纳米管等作为神经电极涂层材料和生物传感器等方面的应用。     

纳米水凝胶合成方法的研究进展

粒径在1～1000nm范围内的纳米水凝胶可用于药物输送、医学诊断、生物传感器和生物物质分离等领域,近年来受到国内外普遍关注。本文从合成纳米水凝胶的原料入手,分别从单体与交联剂聚合和聚合物后交联两个方面综述了纳米水凝胶合成方法的研究进展。通过单体与交联剂聚合合成纳米水凝胶的方法主要有三种:沉淀聚合法、反相乳液聚合法和微模板聚合法。采用聚合物后交联合成纳米水凝胶的方法主要有四种:沉淀/交联法、乳化/交联法、自组装/交联法和微模板成型/交联法。另外,对这些合成方法的优缺点进行了评述,并对生物医用纳米水凝胶合成方法的研究方向提出了一些粗浅的看法。     

聚合物加工中微纳导电网络构筑及其传感器应用研究进展

设计和构筑有序微纳结构导电网络是聚合物基导电复合材料(CPC)加工中的关键问题,对于降低复合材料的逾渗阈值,提高其电导率和电阻响应灵敏性具有重要意义。本文综述了近年来CPC材料加工中利用双逾渗网络构筑法、隔离结构构筑法、气凝胶模板法、乳液模板法、3D打印法在聚合物基体中构建微纳导电网络及其在柔性传感器中的应用研究进展,并对未来CPC材料及其柔性传感器制备的加工新方法进行了展望。     

一维纳米纤维构筑的导电聚合物三维结构及其可控的浸润性

微/纳米结构的导电聚合物由于具有高导电性、易合成以及优异的环境稳定性从而在许多先进的研究领域备受关注,并有望在分子导线、化学和生物传感器、发光器件等领域获得广泛应用。 特别是,复杂的三维自组装结构在获得高性能和功能化的材料方面提供了巨大的潜在应用价值。本文主要介绍了我们利用胶束的软模板和自组装驱动力的协同效应,实现由一维纳米结构组装的三维微米结构导电聚合物方面的研究进展。该制备技巧在于低表面自由能的含氟有机酸具有软模板、掺杂剂、自组装驱动力,以及诱导超疏水性的多重作用实现导电聚合物三维结构的组装和多功能化。介绍了利用环境湿度调整分子的自组装驱动力,实现导电聚合物由一维纳米结构向三维微米结构的组装。此外,还介绍了利用导电聚合物可逆的化学掺杂/脱掺杂机制,实现导电聚合物表面浸润性的可逆转化。最后介绍了在液/液/固三相体系中,通过外加电场刺激,可实现油滴在导电聚合物表面的浸润性和黏附力的控制。     

聚合物纳米杂化材料的控制合成、自组装及功能化

聚合物纳米杂化材料的制备及功能化是当前国际前沿研究课题之一.特殊结构的聚合物可以通过分子间特殊相互作用,在纳米尺度上自发地组装成具有特殊结构和形态的集合体,这类材料在新材料、电子以及生物医学等领域具有广泛的应用前景.本文介绍国内外,特别是厦门大学在双亲性分子及嵌段共聚物的模板自组装、基于POSS单体纳米构筑单元以及POSS嵌段聚合物自组装的有机/无机纳米杂化材料、模板控制导电高分子材料纳米形态构筑等领域材料的可控合成和组装,与此同时对相关材料的性能及功能化应用进行了简要的讨论.     

纳米结构导电聚合物材料研究进展

具有纳米结构的导电聚合物因其诱人的应用前景越来越引起人们的重视。本文综述了聚苯胺、聚吡咯以及聚噻吩等导电聚合物的零维、一维、二维以及三维纳米结构的合成方法,并介绍了聚合物纳米结构的表征以及研究现状和应用前景。参考文献60篇。     

利用软模板法合成中空纳米结构的研究进展

中空纳米材料具有高负载、低密度、和比表面积大等特点,有着广泛应用。软模板合成中空纳米结构具有简单易行和结构可控等优点。目前,采用最多的软模板主要有微乳液、胶束/囊泡模板和气泡软模板,通过静电吸附、氢键和界面反应等方法使纳米粒子沉积在模板表面便可得到中空结构。本文总结并展望了利用软模板法合成中空纳米结构的研究进展。     

导电聚(3,4-二氧乙基噻吩)/无机纳米复合材料研究

本论文围绕制备导电聚合物PEDOT(聚3,4-二氧乙基噻吩)与无机氧化物及金属纳米复合材料的研究,探索了不同复合材料所表现的独特的电学、光学和结构等方面性质,并建立了一种无模板制备有机/无机一维纳微米结构复合材料的一步合成新方法,制备了具有core-shell结构的PEDOT/PSS-ZnO,PEDOT/PSS-Au复合纳米线,取得了以下创新性结果.     

导电聚合物微米/纳米管的研究进展

介绍了模板及非模板法制备导电聚合物微米 /纳米管的基本合成方法 :详细地分析了影响导电聚合物微米 /纳米管形成的因素 ;对导电聚合物微米 /纳米管的特性及影响因素进行了讨论。     

Pickering乳滴模板法制备超粒子结构有机/无机杂化微球

Pickering乳滴模板法制备有机/无机杂化的核壳微球越来越引起人们的关注,主要因为该方法制备出的微球具有以无机粒子为壳层的超粒子结构(supracolloidal structure),能够赋予微球独特的功能.胶体粒子在乳滴表面自组装形成有序的球面胶体壳,得到稳定Pickering乳液,固定乳滴表面的胶体粒子来制备核壳结构的微球或者以胶体粒子为壳层的微胶囊(colloidosome).本文综述了我们课题组以Pickering乳滴模板法制备超粒子结构有机/无机杂化微胶囊包括实心微球方面的工作.我们选择具有不同性能、种类的胶体粒子以及具有不同性质和功能的核材料,采用Pickering乳滴模板法,对吸附在乳滴表面的胶体粒子用不同的固定方法制备具有不同结构和性能的微球和微胶囊,利用基于多重Pickering乳液的聚合技术制备双纳米复合的超粒子结构多核聚合物微球.     

有机-无机纳米复合微球研究进展北大核心CSCD

有机-无机纳米复合微球是指两种或两种以上的粒子经表面包覆或复合处理后形成的纳米尺度颗粒。近年来,有机-无机纳米复合微球在各领域具有广泛应用前景而备受关注。本文归纳了目前比较成熟的合成技术和先进工艺,将制备有机-无机纳米复合微球的方法分为溶胶-凝胶法、原位聚合法及其他实验方法,详细介绍了原位聚合法,分别从各类方法的特点和应用等方面进行详尽地分析和阐述,并对有机-无机纳米复合微球的实际应用做了比较系统的总结。最后,展望了有机-无机纳米复合微球的发展和前景。     

反应性模板剂诱导原位超交联法制备层次孔聚合物和碳材料

首先设计合成出新颖反应性SiO₂模板剂(即表面含苄基氯化学官能团的SiO₂纳米球), 然后利用1,4-对二氯苄(DCX)作为自交联功能单体, 成功地发展了一种“反应性模板剂诱导原位超交联法”制备层次孔聚合物(HPP)及其层次孔碳材料(HPC)的新思路: 一方面, DCX作为有机单体分子, 可与SiO₂纳米球表面的苄基氯化学官能团原位反应形成共价键, 极大地增强了聚合物前驱体和模板剂的相互作用力, 有利于模板剂的高度单分散和表面均匀包覆共价有机聚合物; 另一方面, DCX分子可以发生自交联反应, 免去交联剂的额外添加, 简化了制备流程. 利用该法所得HPP具有独特的微孔-中孔-大孔呈层次化分布的孔结构特征: 微孔壳-大孔腔空心纳米球之间相互交联堆叠形成丰富的中孔和大孔, 各层次纳米孔道紧密相连. 进一步地, HPP的共价有机骨架具有超交联化学结构, 可确保这类层次孔纳米结构在高温碳化过程中的稳定继承, 由此制得HPC, 其BET比表面积为756 m²·g^-1.     

聚邻苯二胺微纳米相关材料的制备和应用

聚邻苯二胺(PoPD)作为一种重要的苯胺类衍生物,其结构由苯环和连接在苯环上两个相邻的—NH2组成。与聚苯胺相比,聚邻苯二胺具有更多的活性位点,在后期加工和修饰方面具有巨大的优势。近年来,聚邻苯二胺作为一种重要的导电聚合物,以其优良的光电性能和在化工生产中的重要地位,成为众多学者研究的热点。本论文从聚邻苯二胺微纳米相关材料的制备和应用两个方面总结了聚邻苯二胺材料的研究进展。制备方面重点总结了化学氧化法、共沉淀法、微流控法等在聚邻苯二胺微纳米材料合成方面的进展;结合本课题组的研究结果,主要针对聚邻苯二胺的聚合机理、氧化还原过程、组装过程等方面进行总结。应用方面重点总结了聚邻苯二胺微纳米相关材料在传感器、聚邻苯二胺的衍生物在生物成像和超级电容器等方面的研究进展。最后,对聚邻苯二胺微纳米相关材料制备和应用方面存在的问题进行分析,对未来的发展方向进行展望,为后续相关研究提供参考。     

模板剂在合成纳米材料中的应用与发展

模板法在纳米材料的合成过程中已成为一种非常重要的技术。利用其结构导向、骨架填充、平衡和匹配电荷等作用,可以达到精确地调控纳米材料孔道的大小、形状及结构的目的。本文主要对模板剂的种类进行了详细的分类,重点介绍了硬模板法和软模板法在合成纳米材料过程中的现状及特点,并具体介绍了模板剂在合成纳米生物材料及纳米催化剂、电化学、化工合成等方面的应用;阐述了模板法在介孔材料合成过程中的重要性,指出了目前模板剂方法存在的优缺点;提出了模板剂在超分子功能材料、光化学反应及催化工业等方面应用的纳米材料合成中的发展趋势和良好前景。     

聚苯胺微／纳米结构及其应用

导电聚合物微／纳米结构保留了轻质、类金属电导率和可逆化学和电化学特性,又具有纳米材料的高比表面积、尺寸和量子效应,它在电子器件、储能器件、传感器件等领域具有广泛的技术应用前景。其中,由于聚苯胺的制备方法简单、原料易得和独特的质子酸掺杂和脱掺杂机制,使聚苯胺微／纳米结构的可控制备及其应用研究已成为当前导电聚合物研究的热点...     

石墨烯空心微球制备方法的研究进展

石墨烯被认为是一种颇具潜力的新型材料,具有优异的导电性能、力学性能以及大的比表面积,但石墨烯极易因为片层间的分子间作用力以及π-π作用而发生堆叠团聚。 构筑三维空心微球结构不仅能够有效阻止石墨烯片团聚,从而保证大的比表面积与优异的性质,还具有结构规整、尺寸可调的独特优势。 本文对近年来石墨烯空心微球的制备方法进行了阐述,主要按照模板法与无模板法两大类进行了整理与分析,又将模板法分为硬模板法与软模板法两类来叙述,对石墨烯空心微球的制备过程中应用到的多种技术进行了介绍与举例,并分别对硬模板法、软模板法、无模板法各自的优缺点进行了分析与总结。     

低频交流电沉积金纳米线阵列的AFM研究

迄今,人们已采用许多方法制备纳米材料,如刻蚀技术、化学法和模板法等［1]．其中,引起科学界广泛兴趣的模板法,在合成有序纳米材料上占有极其重要的地位．常用的模板有两种,一种是有序孔洞阳极氧化铝（Anodic Aluminum Oxide,AAO）模板[2],另一种是含有孔洞无序分布的高分子模板．AAO模板具有耐高温,绝缘性好,孔洞分布均匀有序,而且大小可控等特点［3]．可以利用 AAO模板来制备各种纳米纤维和纳米管,如导电聚合物［4]、金属［5]、半导体［6]、碳［7]和其它一些材料．由于纳米材料的应用具有广阔的前景,如光催化、电化学、酶固定等方面,因而不同材料纳米线的制备备受关     

无机-有机复合聚合物:材料研究的一个新领域

无机-有机复合聚合物特别是类分子筛聚合物、类多层钙钛矿和仿生物材料的合成及其应用研究成为近几年来一个热门的研究领域。我们瞄准了这一前沿领域并合成和表征了以下四个系列具有纳米孔洞的分子笼和一维、二维或三维的新型无机聚合物:(1)带有纳米尺寸空腔和孔状结构的新型过渡金属和稀土金属聚合物;(2)含有螺旋链的一维链状聚合物;(3)具有石墨形态层状结构和优异导电性能的聚合物;(4)以强金属-金属相互作用为核心、有机分子为稳定外壳的纳米线聚合物。本文总结这四个系列化合物的合成结构和特性。     

基于超支化聚合物的单分子胶束的研究进展

近年来,单分子胶束/粒子(Unimolecular micelle:UIM)引起了人们的极大兴趣,这是由于通过对核和壳的化学设计,粒子的溶解性、生物相容性、刺激响应性、与基质的相互作用等都可得到改进,粒子还可以包裹多种客体。相对于自组装法而言,超支化聚合物法在合成UIM方面具有某些独有的特征,主要表现在:(1)UIM的尺寸主要由超支化聚合物决定,从而具有相当的可预见性;(2)可以大规模、高浓度合成UIM;(3)对聚合物的亲水性没有要求,可以利用的聚合物非常广泛,核-壳结构更为丰富;(4)产品可以以任何形式存在。本文在简要比较以自组装法和超支化聚合物法合成UIM的基础上,主要介绍了以超支化聚合物(特别是超支化聚甘油醚(PG))为支架合成各种核-壳聚合物及其应用。以长链小分子或聚合物改性的PG可以用作纳米胶囊,也可以作为纳米模板来合成各种无机粒子,而后者显示出量子限制效应和模板效应。特别地,一种全亲水壳交联的、刺激响应的粒子的合成显示了超支化聚合物法在合成复杂UIM方面的优势。总之,超支化聚合物法提供了巨大的核-壳结构分子设计空间,为合成功能集成粒子提供了更多机会。     

银/聚合物纳米复合材料

银/聚合物纳米复合材料是一种典型的聚合物基复合材料, 其结构和性能依赖于合成方法,因此开发材料的优异性能必须以深入研究纳米材料的先进合成技术为前提。本文综述了纳米银粒子及其与聚合物形成的纳米复合材料的最新合成进展, 重点介绍了基于液相化学还原方法合成纳米银粒子的新方法, 如溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法和离子液体法, 以及纳米银粒子的分散技术和原位法合成银/聚合物纳米复合材料的新技术, 并介绍了纳米银复合材料的电绝缘性、表面增强拉曼散射性能、抗菌性及其在生物医学等领域中的应用。