可控液体输运制备取向聚合物薄膜:面向性能增强的发光二极管（英文）

提出了一种由锥形纤维阵列引导的定向液体输运的简单策略,实现了对聚二芳基芴(PODPF)的有序排列.通过热退火处理(～240℃),PODPF由无定形相转变为β相态,制备的PODPF薄膜具有一定的取向性并且结晶尺寸更大.在去浸润过程中,锥形纤维阵列能够精确控制三相接触线的后退,从而使得共轭高分子在产生的定向应力作用下定向排列.基于此制备了聚合物发光二极管(PLEDs)器件,与由旋涂膜制备的器件相比具有更高的电流效率(1.53 cd/A)和更稳定的电致发光.表明利用锥形纤维阵列可以制备高性能的有机发光二极管.     

Pt纳米花/ZnO复合阵列的制备及对甲醇氧化催化的研究

利用调控ZnO纳米棒阵列的疏水、亲水性,由电化学方法制备了Pt纳米花/ZnO(PtNF/ZnO)复合阵列.该复合阵列排列规则、尺寸均一、方向一致.每一根ZnO纳米棒的顶端都覆盖着由Pt纳米颗粒构成的Pt纳米花,具有大的比表面积.与以亲水性的ZnO纳米棒制得的覆盖Pt纳米颗粒的ZnO复合阵列(PtNP/ZnO)以及单独的Pt颗粒相比,PtNF/ZnO复合阵列对甲醇氧化具有更高的电化学催化活性.     

聚合物辅助碳纳米管定向定位排列

探讨了聚合物对碳纳米管的不同表面修饰作用,总结了聚合物对碳纳米管的共价与非共价修饰方法,修饰后的碳纳米管在水溶液或不同极性有机溶剂、聚合物本体中的分散性得到了改善,更为碳纳米管的阵列化提供了前提.以碳纳米管的后排列为中心,主要综述了聚合物辅助下的碳纳米管垂直和水平方向上的定向排列方法,及近年来碳纳米管阵列化的研究进展,阐述了聚合物对碳纳米管的表面修饰及辅助碳纳米管实现阵列化的重要作用,提出了利用聚合物体系的自组织特性诱导碳纳米管自组装阵列化可以为实现单根碳纳米管的定向定位控制及纳米尺度功能器件的制备提供更多的可能.     

蚕丝纤维/丝蛋白复合材料力学性能的优化

在制备具有良好力学性能的蚕丝纤维/丝蛋白复合材料的基础上,采用力学测试、扫描电镜以及广角X-射线衍射等手段,考察了溴化锂预处理和甲醇后处理这两种方法对蚕丝纤维/丝蛋白界面性能的影响.力学测试的结果表明,在相同纤维含量(如20 wt％)的情况下,采用6 mol L-1溴化锂对定向排列的蚕丝纤维预处理10 min,所得的蚕...     

低压近场静电纺丝ZnO/PVDF复合微米纤维阵列的制备及压力传感性

利用低压近场静电纺丝技术制备了ZnO/PVDF(聚二偏氟乙烯)微米纤维平行阵列, 通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散光谱(EDS)对ZnO/PVDF微米纤维进行了表征. 该复合纤维的平均直径约为40 μm. EDS分析测试证明ZnO纳米颗粒已经掺杂进入了平行微米纤维中. 压电性能和电学性能测试结果表明, ZnO/PVDF微米纤维阵列的压电性能增强. 研究结果表明, 近场电纺丝ZnO/PVDF复合微米纤维阵列在压电型压力传感器和纳米发电机领域具有潜在的应用价值.     

低压近场静电纺丝ZnO/PVDF复合微米纤维阵列的制备及压力传感性（英文）

利用低压近场静电纺丝技术制备了ZnO/PVDF(聚二偏氟乙烯)微米纤维平行阵列,通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散光谱(EDS)对ZnO/PVDF微米纤维进行了表征.该复合纤维的平均直径约为40μm.EDS分析测试证明ZnO纳米颗粒已经掺杂进入了平行微米纤维中.压电性能和电学性能测试结果表明,ZnO/PVDF微米纤维阵列的压电性能增强.研究结果表明,近场电纺丝ZnO/PVDF复合微米纤维阵列在压电型压力传感器和纳米发电机领域具有潜在的应用价值.     

液液界面反应制备C60微米管阵列及其上转换荧光性能研究

采用C60/甲苯溶液和异丙醇作为原料,通过液液界面渗透反应在AAO模板上制备了垂直定向排列的C60微米管阵列.通过SEM、XRD、Raman、荧光光谱(PL)对材料的结构和性能进行测试表征.结果表明C60微米碳管阵列由C60分子聚合而成,为面心立方结构,微米管直径5～10 μm、壁厚1～3 μm.在1064 nm近红外入射光激发下样品在红光区域发生了上转换发光,分析表明这是由多壁碳管丰富的能级所造成.     

柔性光电器件发光层用ZnO微纳阵列/聚合物复合材料

采用简单的低温(温度未超过100 °C)溶液法在具有较好柔韧度的基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底的铟锡氧化物(ITO)导电膜(PET/ITO)上成功制备了聚丙烯酰胺(PAM)修饰的ZnO微纳阵列. 用X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)对ZnO微纳阵列的晶体结构和表面形貌进行了表征, 结果表明ZnO阵列的平均直径为150 nm, 长度为3 μm, 端面具有六边形结构, 沿[0001]方向择优生长, 较好地垂直在PET/ITO上; 探讨了ZnO微纳阵列在PAM存在下的形成机理以及所制备的ZnO阵列在柔性光电器件方面的应用; ZnO微纳阵列的光致发光(PL)性能表明, 在没有PAM的存在下, 具有蓝光(457 nm)和绿光(530 nm)缺陷发射峰, 这可能是电子分别从扩展态锌间隙(Zn_i)到价带和从导带到锌位氧(O_Zn)的跃迁引起的, 而在PAM存在下所制备的PAM/ZnO阵列仅仅在400 nm处有一个发射峰, 这是由于电子从Zn_i到价带的跃迁引起的. 基于PAM/ZnO的柔性器件具有较好的二极管特性, 表明其在柔性光电器件方面的应用极具潜力.     

ZnO纳米线/棒阵列的水热法制备及应用研究进展

氧化锌(ZnO)纳米线/棒阵列的质量决定了所构建光电器件的性能. 为了制备出比表面积更大、垂直性更好以及无根部融合的高质量ZnO纳米线/棒阵列, 本文概述了近几年两步水热法可控制备ZnO纳米线/棒阵列的研究进展, 分别探讨了种子层、生长液和生长方法对纳米线/棒阵列形貌的影响, 详细分析了氨水、六次甲基四胺和聚乙烯亚胺对于促进纳米线/棒阵列生长的作用机理, 提出了通过微流控技术可控制备ZnO纳米线阵列提高纳米线生长效率的方法. 最后介绍了ZnO纳米线/棒阵列的形貌对于提高染料敏化太阳能电池、纳米发电机、气体传感器和场发射器件性能的重要作用, 并对未来两步水热法制备ZnO纳米线/棒阵列的发展趋势进行了展望.     

聚对二甲苯纳米纤维阵列的CVD液晶模板法制备及降解性能

聚对二甲苯(PPX)具有优异的生物相容性和化学稳定性, 将其构建成仿细胞外基质结构的可降解纳米纤维在生物工程领域具有重要意义. 本文采用化学气相沉积(CVD)法, 以向列型热致液晶E7为模板, 以4-羟甲基-对二甲苯二聚体(PCP-CH₂OH)为聚-(4-羟甲基-对二甲苯)(PPX-CH₂OH)的前驱体, 通过在其分子链上引入 5,6-苯并-2-亚甲基-1,3-二氧杂环庚烷(BMDO)链段制备BMDO/PPX-CH₂OH共聚物纳米纤维阵列, 探讨了共聚物纳米纤维阵列形貌的影响因素, 分析得到了制备共聚物纳米纤维阵列的最佳反应条件, 并研究了BMDO/PPX-CH₂OH共聚物纳米纤维阵列的生物降解性能. 研究表明, 在液晶模板作用下, 通过CVD法成功地使PCP-CH₂OH与BMDO共聚, 并得到了BMDO/PPX-CH₂OH共聚物纳米纤维阵列; 其形貌主要受样品台的温度和沉积速率的影响, 而单体质量比影响较小; 经优化后CVD最佳条件为: 样品台温度-10 ℃, 沉积速率约为0.01 nm/s, 单体质量比为10∶1; 共聚物在37 ℃的0.1 mol/L Na₂CO₃/0.1 mol/L NaHCO₃的缓冲溶液体系下可有效降解, 当降解时间超过23 d后, 纳米纤维阵列中的酯基可完全分解; 当降解时间超过30 d时, 纳米纤维阵列基本降解完全, 总体呈碎片状.     

静电纺丝法制备定向排列的铁氧体纳米纤维

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和金属硝酸盐为原料,采用改进的静电纺丝法制备了直径均匀、表面光滑、定向排列的Co0.8Zn0.2Fe2O4/PVP纳米纤维前驱体,经热处理后得到定向排列的铁氧体纳米纤维.对前驱体纤维的热分解过程及Co0.8Zn0.2Fe2O4(CZFO)的结构、物相及形貌进行了表征.结果表明,在空气中经550～950℃热处理3 h后均得到纯相、结晶良好的尖晶石型钴锌铁氧体;在2000 r/min转速下收集的复合纤维形貌最佳,直径约300 nm;经750℃热处理后纤维直径约为70 nm,室温下测得饱和磁化强度为66.1 A.m2/kg,矫顽力达到最大值6.6 A/m,表明钴锌尖晶石型铁氧体单畴临界尺寸约为44 nm.与CoFe2O4相比,CZFO的饱和磁化强度升高,矫顽力下降,并且CZFO的纤维与粉末的磁特性有明显的区别.     

水平阵列碳纳米管的可控制备及优异性能

水平阵列状碳纳米管是指利用化学气相沉积法在平整基底上制备的沿基底形貌或气流定向、平行排列、能够达到毫米级甚至厘米级以上长度的碳纳米管类型.水平阵列碳纳米管遵循自由生长的模式,缺陷很少,能够体现出碳纳米管本征的优异性能,是透明显示、微电子、超强纤维以及航空航天等领域的尖端基础材料.本文总结了水平阵列碳纳米管近年来的相关进展,并对其生长机理、结构可控制备、光学可视化技术、可控操纵技术、力学、电学及热学方面的优异性能,以及管壁间的超润滑现象等方面的进展进行了评述.目前,水平阵列碳纳米管可以达到半米以上的长度,并且具有完美的结构和优异性能,从而使其具有广阔的应用前景.同时,本文也对碳纳米管水平阵列密度过低的机理进行了分析,并对实现其批量制备的方法和未来发展进行了展望.     

还原氧化石墨烯/Au复合微电极阵列的制备及光电特性

利用双光束干涉-无掩模光刻技术制备了周期性氧化石墨烯微结构阵列,利用肼蒸气对氧化石墨烯脱氧还原,然后蒸镀超薄Au薄膜制备了还原氧化石墨烯/Au复合微电极阵列(R-GO/Au).对复合电极在可见光波段的透过率和表面电阻进行了表征,结果表明,R-GO/Au复合微电极阵列具有良好的光电特性.将R-GO/Au复合微电极阵列引入到有机太阳电池中作为半透明阳极,器件的光电转化效率可达3.43%.     

基于可控定向PVDF电纺纤维构建细胞相容性的三维微环境

三维电纺纤维在生物医学领域, 如生物传感、 药物控制释放与组织工程等方面具有良好的应用前景. 然而, 现有的电纺技术在制备结构、 孔隙率与形貌均可调节的三维定向电纺纤维方面还存在一定不足. 因此亟需开发一种新型的电纺丝工艺以制备三维定向电纺纤维. 本文通过改进传统的电纺丝工艺, 开发了一种简单高效制备三维定向聚偏氟乙烯(PVDF)的电纺丝制备技术. 所制备的三维定向纤维的形貌、 直径及纤维密度均可控. 体外细胞实验结果表明, 该类三维定向纤维具有良好的生物相容性, 能够促进细胞活性, 诱导细胞沿着纤维的方向生长. 此外, 研究结果还表明, 将该三维定向纤维作为细胞培养支架时, 细胞的增殖高于利用传统的二维纤维膜. 该制备技术将极大地拓宽三维定向纤维在三维细胞培养、 组织工程及疾病诊断等生物医学领域的应用.     

基于可控定向PVDF电纺纤维构建细胞相容性的三维微环境（英文）

三维电纺纤维在生物医学领域,如生物传感、药物控制释放与组织工程等方面具有良好的应用前景.然而,现有的电纺技术在制备结构、孔隙率与形貌均可调节的三维定向电纺纤维方面还存在一定不足.因此亟需开发一种新型的电纺丝工艺以制备三维定向电纺纤维.本文通过改进传统的电纺丝工艺,开发了一种简单高效制备三维定向聚偏氟乙烯(PVDF)的电纺丝制备技术.所制备的三维定向纤维的形貌、直径及纤维密度均可控.体外细胞实验结果表明,该类三维定向纤维具有良好的生物相容性,能够促进细胞活性,诱导细胞沿着纤维的方向生长.此外,研究结果还表明,将该三维定向纤维作为细胞培养支架时,细胞的增殖高于利用传统的二维纤维膜.该制备技术将极大地拓宽三维定向纤维在三维细胞培养、组织工程及疾病诊断等生物医学领域的应用.     

稳定射流电纺丝法制备定向排列的壳聚糖超细纤维

采用电驱动纺丝,以壳聚糖(CTS)为研究对象材料,通过引入超高分子量聚氧化乙烯(PEO)调节纺丝液的黏弹性,实现抑制电纺丝固有的射流不稳定弯曲摆动来得到单一的稳定射流,从而可以像传统工业上的干、湿法纺丝一样制备定向的超细CTS纤维(称为稳定射流电纺丝,SJES).系统地研究了SJES的工艺参数(如CTS/PEO质量比、纺丝电压、接收距离、凝固浴成分、辊筒转速等)对制备定向的超细壳聚糖纤维的影响,并通过SEM、FTIR、WAXD、纳米力学拉伸仪等研究了所制备纤维的形貌、结构与性能.结果表明,SJES法制备的CTS纤维直径在10μm以下,优化参数(如电压和辊筒转速)可使纤维直径细化到3μm左右.纤维单丝具有较高的力学性能,断裂强度和纤维模量可以分别达到(762±93)MPa和(11±6)GPa.稳定射流电纺丝方法制备的超细纤维与常规电纺丝法制备的纤维相比,具有较高的微晶取向度.     

新型ACNT/C纳米复合材料氧化性能的初步研究

以定向碳纳米管阵列为骨架, 利用化学气相渗(CVI)工艺制备了新型的定向碳纳米管/炭(ACNT/C)纳米复合材料, 并对其氧化性能进行了初步的研究. SEM形貌观察表明, 氧化后的ACNT/C纳米复合材料仍然保持着其基本的管状结构特点, 氧化由外层热解炭向内逐渐进行. 热失重分析 (TGA)检测结果表明, 密度为0.80 g•cm-3的ACNT/C纳米复合材料在空气中的热失重转变温度约为720 ℃, 比相同工艺条件下制备的密度为1.5 g•cm-3的C/C复合材料提高了50 ℃左右. 静态空气等温氧化实验表明, ACNT/C纳米复合材料在550 ℃氧化过程中的化学反应速率明显低于C/C复合材料. 这主要是由于ACNT/C纳米复合材料具有稳定的界面和较高的晶化程度.     

可调制润湿性和力学性能的电纺纤维膜的制备与性能研究

采用静电纺丝技术分别制备了无规排列和高度取向排列的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和PET/CA(柠檬酸)4种纤维膜,对它们的润湿性能和力学性能进行了研究,同时研究了纤维膜厚度对膜的力学性能的影响.研究结果表明,与无规排列的PET纤维膜相比,取向排列的PET纤维膜沿纤维取向方向的力学性能有了很大的提高,而断裂伸长率略有下降;加入柠檬酸(CA)后,PET/CA复合纤维膜的表面水接触角从132.3!减少到0!,且取向排列的纤维膜比无规排列的纤维膜更易润湿;无规排列的复合纤维膜的力学性能因加入CA而大幅下降,取向排列的PET/CA纤维膜沿纤维取向方向的力学性能下降较小,而无规排列的PET/CA纤维膜的断裂伸长率从284.1%增加到444.5%.无规排列纤维膜的力学性能随膜厚度的增加先提高,后来又下降,而取向排列的纤维膜沿纤维取向方向的力学性能随膜厚度增加而单调增加.     

聚吡咯纳米阵列电极的光电化学

以多孔的铝阳极氧化膜(AAO)为模板制备了直径约为80 nm聚吡咯(PPy)纳米线的阵列电极, 并研究了它的光电化学响应. 结果表明, 在电极电位低于－0.1 V(vs Ag/AgCl)时出现的阴极光电流是由聚吡咯纳米线的p型半导体性质引起的, 其平带电位为－0.217 V. 聚吡咯纳米线的长度对光电流的影响较大, 最佳长度为42 nm. 这是因为在很短的聚吡咯纳米线阵列中PPy太少, 产生的光电流弱, 而在过长的聚吡咯纳米线阵列中光生电子在到达电极基底前易于与光生空穴复合而消失. 聚吡咯纳米线有可能作为纳米光电器件用于未来微器件系统.     

硅衬底上聚丙烯酰胺/氧化锌纳米线薄膜蓝色发光二极管

采用高分子络合软模板法利用高分子络合和低温氧化烧结反应,在硅衬底上自组装生长出顶面平滑具有六角柱形结构的ZnO纳米线,并基于此聚丙烯酰胺/ZnO纳米线体系构筑了聚合物基ZnO纳米线发光二极管器件,在相对低的阈值电压下实现了常温常压下电场驱动的蓝色发射光,并且其发光颜色可由其应用的激励电压方便地调控.几乎垂直排列的ZnO纳米线/高分子薄膜在器件中被作为发射层.该方法使用聚合物作为LED器件的粘结剂和发光层的分散介质,稳定了硅衬底上埋置在聚合物薄膜中的ZnO纳米线准阵列并对ZnO纳米晶的表面起钝化作用,防止发光猝灭.结果表明,新技术是一种低成本制备ZnO基紫外/蓝色发光材料的工艺,并且减少了以往工艺中要求ZnO薄膜p型掺杂的麻烦.