基于非共价键作用力的纳米粒子层层组装薄膜

非共价键作用力常被用来构筑各种超分子结构,最有效的非共价键驱动力是静电相互作用力,被广泛应用于聚离子间的层层组装.本文简要介绍了基于非共价键驱动力的纳米粒子层层组装薄膜的制备及其组成、表面形貌、厚度和结构等的表征方法;分析了多层组装薄膜形成的普遍原理,认为静电相互作用力可能是主要成膜驱动力;归纳了现今比较常见的几种纳米粒子层层组装的类型,并总结了纳米粒子层层组装潜在的应用前景.     

层层自组装修饰磁性纳米粒子及蛋白质吸附研究

采用层层自组装技术将聚天冬胺酸和聚乙二胺修饰到磁性纳米粒子表面上, 并研究了修饰后的磁性纳米粒子的zeta电势变化和对蛋白质的吸附. 先通过化学共沉淀的方法获得了四氧化三铁磁性纳米粒子, 然后利用层层自组装的方法对纳米粒子进行了修饰. 用TEM表征了纳米粒子的尺寸. 用红外光谱表征了修饰过程中磁性纳米粒子表面组成的变化情况. 研究了修饰过程对磁性纳米粒子的zeta电势的影响. zeta电势的正负和大小与表面连接的分子的带电性质有关. 磁性纳米粒子的等电点接近中性. 聚天冬胺酸修饰的磁性纳米粒子的Zeta电势为负值. 在聚乙二胺溶液的pH＝11时获得的双层修饰的磁性粒子的等电点接近9, 并且等电点随聚乙二胺溶液的pH的减小而减小. 结果也表明在pH＝7.4时具有不同表面电荷的磁性纳米粒子通过静电作用选择性地吸附蛋白质.     

纳米粒子的控制生长和自组装研究进展

由于在纳米器件上潜在应用,通过化学方法控制的纳米粒子生长,以及纳米粒子自组装的一维、二维和三维点阵受到人们的广泛关注。本文介绍来近年来纳米粒子的控制生长和组装研究的现状。主要探讨了有机稳定剂对纳米粒子形状和尺寸控制的影响。含配位基团和长链烷烃的有机化合物不但可以用控制纳米粒子生长的稳定剂,而且可以用作纳米粒子自组装的模板剂。     

纳米粒子组装体系的研究进展

制备纳米粒子组装体系是构筑纳米结构的重要方法之一，本文综述了纳米粒子组装体系的制备方法及其性质和应用研究。     

单壁碳纳米管氧化过程的银纳米粒子跟踪

基于银与羧基之间的相互作用，利用银纳米粒子跟踪稀硝酸氧化单壁碳纳米管的过程.通过比较银纳米粒子对稀硝酸氧化不同时间所得单壁碳纳米管的跟踪情况，推测了该氧化可能是沿着碳纳米管的缺陷边缘处对其进行缓慢腐蚀的过程.     

静电层层自组装制备聚苯乙烯微球(核)/MCM-41纳米粒子(壳)阶层结构复合微粒

采用聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)两种聚电解质, 通过静电层层自组装成功地将MCM-41介孔二氧化硅纳米粒子包覆到聚苯乙烯(PS)微球表面. 实验结果表明, 当以尺寸为1.4 μm的PS微球为核时, 包覆了两个聚电解质双层(PDDA/PSS)2的PS(PDDA/PSS)2(PDDA/MCM-41)复合结构微粒与包覆了一个聚电解质双层(PDDA/PSS)的PS(PDDA/PSS)(PDDA/MCM-41)复合结构微粒相比, 复合结构微粒之间的交联程度降低, 但是MCM-41纳米粒子在聚苯乙烯微球表面的包覆都比较松散, 且产物中存在大量杂质. 而当以尺寸为5 μm的聚苯乙烯微球为核时, MCM-41纳米粒子紧密地包覆在聚苯乙烯微球表面, 复合结构微粒之间只有少量桥连物, 且产物中杂质很少.     

纳米粒子的界面自组装

近年来,随着纳米技术的发展及Pickering乳液在食品、化妆品、医药等领域中的应用,纳米粒子的界面自组装现象引起了人们的广泛关注。界面能的降低是纳米粒子液液界面自组装的主要驱动力。通过改变纳米粒子的尺寸和表面配体的化学性质,可控制纳米粒子的界面自组装行为。本文综述了不同类型纳米粒子实现界面自组装的研究工作,包括均质纳米粒子、Janus纳米粒子、棒状纳米粒子以及生物纳米粒子。最后,对纳米粒子的界面组装这一领域的可能发展做了展望。     

层层自组装制备基于多壁碳纳米管的胆碱生物传感器

以经混酸处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰铂(Pt)电极,在此基础上固定(PAA/PVS)3复合膜,采用层层自组装技术将高分子聚电解质PDDA与胆碱氧化酶交替组装在已修饰的电极上,构建了电流型胆碱生物传感器。实验结果表明,MWCNTs的引入使电极对H2O2的催化电流明显增大,制成的酶电极可以有效控制酶量的使用,酶膜组装层数为8时最优,对胆碱的线性响应范围为5×10-7～1×10-4mol/L;灵敏度为12.53μA/mmol;响应时间为7.60s;检出限为2×10-7mol/L(S/N=3)。传感器的抗干扰能力强,稳定性好,30d时的响应电流值仍保持最初的89.5%。3次平行实验的RSD为3.64%。     

纳米粒子微囊的界面自组装*

微囊是一类重要的功能性材料,在生物医药研究领域有重要用途。微囊的囊壁构建材料一般为脂质体和聚合物。以纳米粒子作为囊壁可将纳米粒子独特的物理化学性质整合到微囊中,使微囊具有机械强度高、渗透性可控、表面易于修饰和容易实现负载物的可控释放等特点,这种新型微囊在生物转运研究领域有潜在的应用前景。本文综述了以纳米粒子作为囊壁的微囊自组装研究进展,介绍了微囊自组装基本理论、囊壁的构建方法、微囊多分散性的改善方法,最后对纳米级微囊的自组装所面临的技术难点进行了讨论,并对纳米级微囊自组装的发展方向进行了展望。     

层层自组装法制备碳纳米管/酶多层膜电极及其检测酚类物质

将十二烷基硫酸钠（SDS）分散的碳纳米管(CNTs)和辣根过氧化物酶(HRP)通过层层组装方法构筑HRP多层膜酶电极,并将其用于酚类物质的分析检测研究。紫外-可见光谱表明,SDS分散的CNTs可与HRP均匀有效地组装构筑多层酶膜。电化学研究表明,CNTs的引入很好地提高了HRP电极的灵敏度;随着CNTs/HRP组装层数的增加,电极的电化学响应增加。研究结果表明该HRP电极对酚类物质（邻苯二酚、对苯二酚和苯酚）的分析检测具有宽的线性范围、好的灵敏度和抗干扰性。     

基于多壁碳纳米管和聚丙烯胺层层自组装的葡萄糖生物传感器

经混酸处理后的多壁碳纳米管(MWCNTs)末端及侧壁带有含氧基团,能与阳离子聚电解质通过静电作用结合,也能与酶蛋白非特异性结合。利用层层自组装法在铂(Pt)电极表面构建了聚丙烯胺(PAA)-MWC-NTs-葡萄糖氧化酶(GOx)膜,研究了自组装薄膜的表面微观形貌和电化学性质。组装层数为6层时最优,对葡萄糖响应线性范围为5.0×10-4~2.10×10-2mol/L;检出限为1.0×10-4mol/L(S/N=3);灵敏度为4.95μA/(mmolcm2),响应时间3.80s;GOx表观米氏常数为17.79mmol。对抗坏血酸等具有较强的抗干扰能力,10天后电极响应电流保持最初的91.79%。3次平行实验的RSD为4.85%。     

基于层层自组装的CuTsPc/DPDCH纳米管的制备

在阳极多孔氧化铝模板中利用层层自组装技术制备出了高度有序的聚电解质磺化酞菁铜(CuTsPc)/4,4′-联吡啶盐酸盐(DPDCH)纳米管, 并对其组装过程用UV-Vis, XRD和FT-IR进行了分析, 纳米管的微观形貌通过SEM和TEM进行表征. 结果表明, 第一层 CuTsPc和第二层DPDCH在AAO模板上的沉积平衡时间均约为60 min, 沉积过程主要有三个阶段: 模板孔外的吸附过程、孔内扩散控制的沉积过程和孔内表面沉积控制过程. CuTsPc主要以磺酸根吸附于AAO模板上. CuTsPc/DPDCH纳米管为非晶态体系. CuTsPc/DPDCH纳米管的外径和壁厚分别为200和20 nm, 外径受控于AAO模板的孔径, 壁厚与组装的层数有关, 利用此方法还可以制备其他带有相反电荷的有机小分子对纳米管或纳米线.     

Theoretical Study on the Reaction Mechanism between Dichlorocarbene and Armchair Single-walled Carbon Nanotubes

1 INTRODUCTION Carbon nanotubes have many potential applica- tions due to their unique structures and properties[1～4]. Physicists have been studying their electrical, me- chanical and other properties since their discove- ries[5, 6]. Recently, chemists are interested in carbon nanotubes because their properties can be altered by chemical functionalization[7～14], and these functiona- lized nanotubes can undergo further chemical trea- tment. So the potential application range of such na- …     

Growth of Single-walled Carbon Nanotubes on Substrates Using Carbon Monoxide as Carbon Source

The growth of single-walled carbon nanotubes(SWCNTs) on substrates has attracted great interests because of the potential applications in various fields. Carbon monoxide(CO) was used as the carbon source for the growth of SWCNTs on silicon substrates. Random or oriented SWCNTs can be produced by varying the CO flow rate. When the flow rate of CO was as low as 20 sccm(sccm:standard cubic centimeter per minute), dense SWCNT networks with clean surface were produced. When the flow rate was above 50 sccm, vertically aligned SWCNT(VA-SWCNT) arrays were grown. Well-aligned VA-SWCNT arrays were obtained in the temperature range of 650-800℃ and the content of large-diameter(above 1.7 nm) tubes in the array increased with the temperature. The height of the array was affected by the growth temperature, the CO flow rate, and the growth time. These findings indicate CO can be used as an efficient carbon source for the growth of SWCNTs on substrates under low flow rates.     

Single-walled Carbon Nanotubes as Electrode Materials for Supercapacitors

Large-scale synthesized single-walled carbon nanotubes （SWNT） prepared by electric arc discharge method and a mixture of NiO and Y2O3 as catalyst have been used as electrode materials for supercapacitors. N2 adsorption/desorption measurement shows that the SWNT is a microporous and mesoporous material with specific surface area 435 m^2·g^-1. The specific capacitance of the nitric acid treated SWNT in aqueous electrolyte reaches as high as 105 F/g, which is a combination of electric double layer capacitance and pseudocapacitance. The SWNT-based capacitors also have good charge/discharge reversibility and cycling perdurability.     

蒿甲醚在单壁碳纳米管修饰电极上的电催化还原

研制了单壁碳纳米管(SWCNTs)修饰玻碳电极。用交流阻抗谱法(EIS)和扫描电镜(SEM)研究了电极膜性能,应用循环伏安法(CV)、计时库仑法(CC)、计时电流法(CA)研究了蒿甲醚在修饰电极上的电化学行为。结果表明,SWCNTs修饰电极对蒿甲醚的还原有良好的电催化活性,其还原反应为双电子过程,电极反应的扩散系数及速率常数分别为6·67×10-4cm2·s-1及8·54×10-2mol·L-1·s-1。在优化实验条件下,还原峰的峰电位位于-0·85V,其峰电流与蒿甲醚浓度在6·71×10-7~2·45×10-4mol·L-1范围内呈良好线性,检出限达4·02×10-7mol·L-1,相对标准偏差(n=10)为4·2%,可用于蒿甲醚样品的含量测定。     

高纯度可溶性单壁碳纳米管的吸收光谱

经过K₂S₂O₈的稀硫酸溶液氧化处理的粗制单壁碳纳米管样品, 在水、DMF 和乙醇等极性溶剂中具有非常好的溶解性. 通过在DMF介质中多次进行超声波分散和高速离心分离, 成功地获得了高纯度可溶性的单壁碳纳米管. UV-vis-NIR吸收光谱研究表明, 这种高纯度可溶性的单壁碳纳米管呈现出更多的吸收特征和更高的吸收强度. 进一步的研究表明, 单壁碳纳米管的纯度达到了“参比样品”的160%, 其单根分散度达到5%以上.     

层层静电自组装构筑壳聚糖/磷钨酸复合膜的研究

将正电荷的壳聚糖与负电荷的磷钨酸溶液通过静电作用交替沉积在基底上组装复合多层膜。使用紫外可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和循环伏安法(CV)等手段对复合膜进行了表征。UV-Vis结果显示多层膜在特征吸收峰处的吸光度数值随膜双层数增加逐渐增大，呈良好的线性关系，表明多层膜是均匀组装的；XPS和FTIR结果证实了壳聚糖和磷钨酸被组装到膜上，AFM图形显示膜表面有一定的粗糙度，CV结果说明多层膜保留了磷钨酸的电化学性质。