碳纳米管共价功能化

碳纳米管由于其独特的结构与优异的各项性能,在许多领域具有巨大的应用潜力,已引起了广泛的关注。由于碳纳米管不溶于水和有机溶剂,极大地制约了其性能应用,因此碳纳米管的功能化就成为目前研究的热点。本文侧重于碳纳米管的共价功能化,详细讨论了碳纳米管不同位置共价功能化的研究进展。     

碳纳米管与生物分子的相互作用

碳纳米管是一种具有特殊结构和性质的新型一维纳米材料,在生物学和临床医学上已有许多应用研究。大量研究表明,碳纳米管在药物载体、医学成像、疾病检测等方面有广泛的应用前景,碳纳米管与生物分子相互作用的具体机理和形式也成为目前研究的热门方向。本文总结了近几年来碳纳米管与氨基酸、多肽、蛋白质、酶、DNA等多种生物分子之间的相互作用,并对碳纳米管的生物学效应进行了相关综述。     

碳纳米管的功能化研究进展

综述了碳纳米管功能化的一些最新研究进展,重点介绍了一些功能化方法、功能化碳纳米管的性能表征及应用前景。文献49篇。     

基于生物功能化纳米DNA探针及其传感策略

随着人类基因组计划的完成和功能基因研究的深入,基因诊断已成为分子生物学和生物医学的重要研究领域。DNA生物传感器作为一种利用核酸碱基配对原则进行识别,能对基因片段实现持续、快速、灵敏和选择性检测的新方法,近年来发展非常迅速。纳米材料由于具有独特物理化学性质、良好的生物相容性、优越的机械性能及表面易于生物功能化等特点,被广泛应用到生物分析之中。各种各样组成、尺寸、维度及形状的纳米材料如量子点、贵金属纳米材料、碳纳米材料等被可控地修饰上不同的生物分子,用于发展特殊性质的纳米探针,构建DNA生物传感器,实现对DNA片段高灵敏及高特异性的检测。     

碳纳米管的功能化及其电化学性能

超级电容器作为一种新型的储能元件,以其快速储存、释放能量等优点,近年来成为各国科研工作的研究重点和焦点[1￣3],并在数据记忆存储系统、便携式仪器设备、后备电源、通讯设备、计算机、燃料电池、电动车混合电源等许多领域都有广泛的应用前景[4]。目前,超级电容器用的电极材     

基于有机功能化碳纳米管的自组装

利用自组装的方法,实现碳纳米管的有序排列可以充分有效的促进碳纳米管在各个领域的应用。本文从自组装所依赖的驱动力着手,介绍了国内外近几年来基于功能化碳纳米管的自组装开展的研究工作及取得的成果,重点介绍了通过配位作用、静电力及氢键、亲水/疏水相互作用等实现的自组装。     

碳纳米管的快速功能化及电催化

将耐尔兰(Nile Blue, NB)分子修饰到碳纳米管(CNT)表面形成NB-CNT纳米复合体, 谱学结果表明, NB不仅能快速、高效地修饰到CNT表面, 而且还能有效地改善CNT在水溶液中的分散性能. 将NB-CNT修饰到玻碳(GC)电极表面制备了NB-CNT/GC电极, 循环伏安结果显示, 其伏安曲线上不仅表现出一对良好的、几乎对称的NB单体的氧化还原峰, 式量电位E⁰'几乎不随扫速而变化[其平均值为(－0.422±0.002) V (vs. SCE, 0.1 mol/L PBS, pH 7.0)]; 而且还显示出NB聚合体分子的氧化还原峰, E⁰'为－0.191 V (100 mV/s时). 进一步的实验结果表明, NB和CNT对NADH(即还原型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸, 又称还原型辅酶I)的电化学氧化具有协同催化作用, 能使其氧化过电位降低多于560 mV; NB-CNT/GC电极还能较好地响应脱氢酶催化底物氧化过程中体系内NADH浓度的变化. 本文对碳纳米管功能化方法具有简单快速、电极制作容易以及催化效率高等优点, NB-CNT/GC电极有望在制作脱氢酶传感器方面得到应用.     

自组装夹心式功能化碳纳米管复合材料构建电流型甲胎蛋白免疫传感器的研究

在玻碳电极表面自组装一种夹心式的功能化碳纳米管复合膜,即首先在玻碳电极表面滴涂一层Na-fion分散的多壁碳纳米管,通过离子交换作用吸附硫堇分子后,利用硫堇分子与金纳米颗粒之间的共价键合作用组装一层金纳米颗粒功能化的多壁碳纳米管,双重增大电极比表面积,提高抗体固载量的同时可进一步提高电子传递速率,以此为甲胎蛋白抗体的固定化基质,制得电流型甲胎蛋白免疫传感器.实验结果表明,用此夹心式自组装膜固载抗体蛋白分子制得的电流型甲胎蛋白免疫传感器具有高的灵敏度和良好的选择性,检出限(S/N=3)为0.12 ng·mL-1.     

共价功能化碳纳米管的应用研究进展

本文跟踪碳纳米管的功能化研究进展,对共价功能化碳纳米管在材料领域,如复合材料、催化剂载体、电子器件、光学材料、及生物医学中的应用进行了综述.     

功能化碳纳米管的电磁性能研究及进展

碳纳米管是最近发展起来的一种结构独特,性能优异的新材料,已成为当今物理、化学、材料等领域共同关注的课题.而碳纳米管的功能化更是为我们开辟了一个广阔的研究领域.本文总结了近十多年来功能化碳纳米管的研究进展,并侧重对功能化碳管的合成方法及电磁特性以及应用进行了评述.     

基于Hemin/多壁碳纳米管纳米复合物构建的过氧化氢生物传感器的研究

利用卟啉(Hemin)具有模拟酶的功能,与多壁碳纳米管(MWCNTs)构建了一种新型的过氧化氢(H2O2)生物传感器。首先,利用Hemin与MWCNTs之间的π-π键作用,在超声分散下制备Hemin/MWCNTs纳米复合物;采用滴涂技术并在nafion的作用下将其固载在电极表面,制得该H2O2生物传感器(nafion/Hemin/MWCNTs/GCE)。采用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)对合成的纳米复合物进行了分析;采用扫描电镜(SEM)对电极的表面形貌进行了表征;采用循环伏安法和计时电流法考察了该修饰电极的电化学行为;并对传感器的行为进行了详细的研究。在最优条件下,此修饰电极对H2O2具有明显的催化作用,电流与H2O2的浓度在6.0×10-7~1.8×10-3 mol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限达2.0×10-7 mol/L。此传感器制作简单,具有较高的灵敏度和良好的稳定性及重现性。     

Multiwalled Carbon Nanotubes Functionalized by Hyperbranched Poly(urea‐urethane)s by a One‐Pot Polycondensation

Summary: Hyperbranched poly(urea‐urethane)‐functionalized multiwalled carbon nanotubes (MWNT‐HPUs) have been synthesized by a one‐pot polycondensation of tolylene 2,4‐diisocyanate and diethanolamine in the presence of MWNTs terminated with multiple hydroxy groups. FT‐IR, Raman, ¹H NMR, and ¹³C NMR spectra reveal that the HPU trees are covalently grafted onto the MWNT surfaces. After a high density of HPU trees (83.5 wt.‐%) is attached to the MWNTs, core‐shell nanostructures with MWNTs as the core and the HPU trees as the shell are formed. A loose and uniform nanotube network can be observed by TEM, SEM, and AFM. The resulting MWNT‐HPUs are soluble in polar solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamine, 1‐methyl‐2‐pyrrolidinone, and dimethyl sulfoxide.

Hyperbranched poly(urea‐urethane)s functionalized multiwalled carbon nanotubes.     

Single‐Wall Carbon Nanotubes Covalently Functionalized with Polylysine: Synthesis,Characterization and Analytical Applications for the Development of Electrochemical (Bio)Sensors

This work reports the synthesis of single‐wall carbon nanotubes (SWCNT) covalently functionalized with polylysine (Plys) and the analytical performance of glassy carbon electrodes (GCE) modified with this material (GCE/SWCNT‐Plys). The resulting electrodes showed an important decrease in the overvoltages for the oxidation of ascorbic acid, uric acid and hydrogen peroxide as well as for the reduction of hydrogen peroxide. The favorable interaction of glucose oxidase (GOx) with SWCNT‐Plys allowed the sensitive and selective glucose biosensing at ?0.100 V without any permselective membrane. The proposed sensor was challenged with different real samples without pretreatment showing an excellent correlation with the reported values.     

Supramolecular Macrostructures of UPy‐Functionalized Carbon Nanotubes

Carbon nanotubes (CNTs) are considered excellent materials for the construction of flexible displays due to their nanoscale dimensions and unique physical and chemical properties. By using the recognition properties of 2‐ureido‐4[1H]pyrimidinone (UPy), a versatile and simple methodology was demonstrated for the construction of macroscopic structures based on UPy‐CNT/polymer composites prepared by a combination of two functionalization approaches: 1) covalent attachment of UPy pendants on the multiwalled CNT surface ( UPy‐MWCNTs ) and 2) directed self‐assembly of UPy‐MWCNTs within polymers bearing UPy pendants ( Bis‐UPy 1 and Bis‐UPy 2 ) by quadruple complementary DDAA–AADD hydrogen‐bond recognition (D=donor, A=acceptor).