纤维素纳米晶体手性复合材料:结构色的调控与应用

结构色在自然界中扮演了重要的角色,在昆虫外骨骼、鸟类羽毛以及植物果实中广泛分布.纤维素纳米晶体(CNCs)的水悬浮液达到一定浓度时会自组装形成左旋的手性向列液晶结构,这种手性向列结构在水分挥发后仍能保持并形成光子晶体虹彩薄膜,具有极强的手性和光子晶体的双重性质.膜内的周期性层状结构与光线产生干涉、衍射作用,表现出复杂的...     

光子晶体结构色材料的自组装制备与应用

光子晶体是由不同折射率材料周期性排列而成的结构,由于其独特的光学性质及优异的色彩饱和度,已经成为结构色材料中最重要的类型.过去几十年来,纳米粒子自组装制备光子晶体具有精准、成本低以及易大面积等优势,已经得到了广泛的研究和关注.综述了近期光子晶体结构色材料的研究进展,包括其基本的生色机制,制备方法以及在显示、色度传感和信息防伪加密等方面的实际应用.其中重点讨论了“自下而上”自组装的制备方式,并且强调了图案化和大面积结构色材料的制备方法.最后,对目前自组装制备光子晶体结构色材料所面临的挑战以及未来发展的方向进行了展望.     

中国嵌段共聚物受限自组装的研究进展

近年来,嵌段共聚物在受限空间中的自组装已成为高分子科学领域一个新的关注点.在受限条件下,嵌段共聚物展现出更多的可调控性,可获得复杂多样的微相分离结构.这些新颖的结构为实现嵌段共聚物更加丰富的功能奠定了材料基础.中国的学者们在嵌段共聚物受限自组装的理论模拟和实验研究方面取得了一系列重要创新成果,有力地推动了该领域的发展.本文总结和评述了中国学者在该领域的研究进展,并展望了嵌段共聚物受限自组装研究未来发展的机遇与挑战.     

寡肽自组装纳米材料研究进展

肽类自组装是自然界普遍存在的分子自组装现象之一,研究其自组装行为对理解生命现象、仿生制备以及构建功能材料等具有重要的意义.寡肽由于合成简单,结构组成明确,同时具有良好的生物相容性、可控的降解性,其组装体在药物/基因控制释放、细胞培养、组织工程支架材料及生物矿化等领域具有很大的应用前景.本文概述了近年来寡肽自组装的研究进展,系统介绍了线性和环状寡肽的分子结构设计、自组装体形貌及组装机理以及组装体在生物医学等领域的应用.     

生物结构刺激响应光子晶体的研究进展

自然物种演化形成了多种复杂而精细的光子结构,这类结构兼具功能的特点,将具有刺激响应特性的材料与天然生物光子结构相结合,能够制备得到响应性光子晶体材料,在生物医疗检测、传感器件、装饰和防伪等方面具有巨大的应用前景.本文在前期研究工作的基础上,综述了近年来,具有生物结构的响应性光子晶体的研究进展,总结了自然界的天然分级光子结构种类及显色机理,重点阐述了基于刺激响应聚合物的响应性光子晶体的构筑及应用、以及响应机理,最后对具有生物结构的响应性光子晶体材料的问题进行了总结,对未来的研究进行了展望.     

胶体晶体

简要综述胶体晶体的研究进展情况,主要介绍胶体粒子的简单自组装、模板引导下的自组装和二元胶体晶体组装等几类主要的胶体晶体制备技术,并概述胶体晶体在光子晶体、传感器、光子纸张、三维有序大孔材料、二维纳米结构阵列等方面的应用。     

树枝状电光材料研究进展

电光材料是以光子为载体的新一代信息材料. 目前, 研究的焦点主要集中在树枝状电光材料. 综述了近几年树枝状电光材料的研究进展, 主要包括树枝状电光大分子、树枝状电光高分子以及超分子自组装电光聚合物.     

金纳米棒自组装的研究进展

金纳米棒具有独特的光电性能,其自组装形成的功能组装体能够展现出更加优异的整体协同性能,在纳米材料科学和生物医学领域中有广泛而重要的应用前景.本文从诱导自组装各种驱动作用力的角度,综述了金纳米棒自组装的最新研究进展,具体内容包括:表面张力引发的自组装、化学作用驱动如静电作用或氢键作用等引发的自组装以及生物分子识别作用引发的自组装.     

光子晶体应用于化学及生物传感器的研究进展

光子晶体是由两种以上具有不同折光指数的材料在空间按照一定的周期顺序排列所形成的有序结构材料,它具有尺度为光波长量级的重复结构单元,通过对这些结构单元的合理设计.可以调控光子晶体的光学性质.近年来,光子晶体不仅在药物释放、光学开关、金属探针领域取得了广泛的应用,也为化学及生物传感器领域提供了新的检测原理和手段.本文概述了光子晶体的制备方法及近年来该技术在化学及生物传感器领域中的应用研究.     

CNC基手性向列液晶衍生材料制备及应用研究进展

纤维素纳米晶(cellulose nanocrystal,CNC)由于其独特的手性向列液晶相结构,已经引起众多科学研究领域的广泛关注,尤其是其在生物液晶材料的应用已成为当前的研究热点。本文综述了近年来国内外对CNC及其手性向列衍生材料的研究进展。首先介绍了CNC手性向列液晶相的形成和调控;其次归纳了CNC基手性向列衍生材料的制备方法,如硫酸水解结合蒸发诱导自组装法、手性模板结合溶胶凝胶法以及溶液共混法;最后阐述了CNC基手性向列液晶结构组装材料在光学材料、功能高分子树脂膜材料、医学材料等领域的应用,并对其在今后的发展应用前景进行了展望。     

自组装方法与三维光子晶体制作

光子晶体,特别是三维光子晶体,可能成为信息处理和通信等领域的新型功能材料.光子晶体的制作方法可分为"自上而下"的物理方法和"自下而上"的化学自组装方法.化学自组装方法是制作三维光子晶体最为经济有效的方法.本文在阐述自组装方法的种类、一般过程、优点和不足等内容的基础上,分别分析和总结了带有各种功能缺陷的三维光子晶体的制作,这些缺陷主要包括线缺陷、面缺陷和点缺陷.从研究中可以看出,化学自组装方法通常需要结合其他方法才能实现缺陷的嵌入.近些年,三维光子晶体制作在材料选取、结构设计和方法改进等方面都有一些最新进展,本文对此进行了较为详尽的评述,并对我们课题组的研究进行了总结.最后对光子晶体的研究和制作方向进行了展望.     

有机凝胶自组装模板法制备纳米材料

利用溶胶一凝胶聚合过程人工模拟生物矿化进程的技术,已经融人无机材料和超分子有机化学的研究领域.小分子有机凝胶因子在溶剂中发牛自组装,形成多种形态的有机凝胶超分子结构,以其为模板,经过溶胶一凝胶过程,可以诱导转录形成各种形态的纳米材料.本文介绍了利用有机凝胶因子自组装结构为模板制备形态可控无机材料的研究进展及模板结构诱导转录的两种可能机制.     

多肽分子自组装

源于自然界中广泛存在的蛋白质自组装现象,近年来多肽的自组装逐渐成为材料学和生物医学等领域的研究热点.通过合理调控多肽的分子结构以及改变外界的环境,多肽分子可以利用氢键、疏水性作用、π-π堆积作用等非共价键力自发或触发地自组装形成形态与结构特异的组装体.由于多肽自身具有良好的生物相容性和可控的降解性能,利用多肽自组装技术构建的各种功能性材料在药物控制释放、组织工程支架材料以及生物矿化等领域内有着巨大的应用前景.本文总结了近年来多肽自组装研究的进展,介绍了多肽自组装技术常见的几种结构模型,概括了多肽自组装的机理,并进一步阐述多肽自组装形成的组装体形态及其在材料学和生物医学等领域里的应用.     

三维自组装蓝相液晶光子晶体

蓝相液晶由于其独特的三维自组装结构、可见光波段的选择性光反射性能和软物质特性,被认为是最具发展潜力的可调三维光子晶体材料之一,在下一代超快响应显示、反射型显示、可调激光器和光通信等领域具有广阔的应用前景。本文综述了近年来蓝相液晶自组装结构的研究进展,包括蓝相的多级自组装三维微纳结构及子相相变行为的最新研究,通过基板表面取向处理或纳米图案化诱导、电场诱导、热处理诱导等方法控制蓝相自组装行为和三维周期性晶体结构的研究现状,以及蓝相光子晶体材料在可调谐激光器、可调光栅等光学器件领域的应用研究,最后对该领域的目前存在的挑战和未来发展方向进行了展望。     

嵌段共聚物受限自组装的实验研究进展

嵌段共聚物有着丰富的相行为,在本体中会发生微相分离形成球形、柱形、双连续形和层状结构.当嵌段共聚物被限制在一定的空间几何中且空间几何特征尺寸与嵌段共聚物的平衡周期相近时,自组装过程会受到强烈的影响而形成与本体不同的自组装结构.本文从实验研究方面总结了限制因素和边界条件对嵌段共聚物受限自组装过程的影响,并指出了当前存在的一些问题以及今后的发展方向.     

二维光子晶体

光子晶体是一种介电常数周期变化的功能材料,其基本特征是具有光子带隙。光子晶体理论诞生已三十年,基于理论及实验的研究取得了许多成绩。当所制备的光子带隙与光波的波长相当时,光子晶体材料抑制光子在一定频段内的传播。由于在光学、电学、热学、磁学等方面均有优良特性和潜在应用,光子晶体作为一种新型材料也越来越受到科研人员的青睐。不论在可加工性方面还是在传播特性方面,二维光子晶体的优势正逐渐体现出来。本文重点阐述二维光子晶体的研究进展,分别介绍了二维光子晶体的结构与性能特点以及近年来发展出的新型制备方法,如自组装法、刻蚀法、多光束干涉法等,并着重列举其在传感器、波导、光纤、太赫兹技术等领域的发展现状,表明二维光子晶体作为超材料具有巨大的发展空间和潜力。最后,本文对二维光子晶体今后的研究方向和发展前景作了展望。     

离子液体/金纳米粒子自组装介孔材料及其增强的细胞色素c直接电化学(英文)

室温离子液体作为一种软模板用来组装介孔材料,这种材料是由表面覆盖有半胱氨酸的自组装巨型金纳米粒子构成的.首先,由于静电作用或者配体末端的羧基和氨基基团之间的缩合反应,覆盖有半胱氨酸的金纳米粒子能够自组装形成纳米线和亚微米球形粒子.其次,球形自组装粒子在和疏水性室温离子液体1-辛基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐相互研磨时能形成一种准固态凝胶.最后,将复合凝胶涂在玻碳电极上,然后在PH=7.4的磷酸缓冲溶液中用循环伏安法进行极化,由于富余的室温离子液体分散在溶液中,形成了一种介孔组装结构.该材料具有良好的导电性和生物大分子亲和性.由于比表面积大和介孔内部的"薄层"效应,细胞色素c的氧化还原反应显著增强.实验结果表明,这种介孔材料在生物传感器和生物燃料电池等电化学器件方面具有潜在的应用前景.     

C60氢胺化反应及其在制备含C60功能材料中的应用

C60与胺类化合物的反应是C60衍生化的重要方法。 本文介绍了C60氢胺化反应的一般规律和特点,对C60氢胺化反应在制备含C60高分子功能材料、含C60自组装单分子膜(SAM)、含C60有机/无机纳米材料和C60生物功能材料等方面应用的研究进展作了综述。     

柱芳烃化学:从合成、主客体性质到自组装性能的研究进展

柱芳烃是由对苯二酚或对苯二酚醚通过亚甲基桥在苯环的对位连接而成的一类新型环状低聚物,是一类新的大环主体分子.本工作介绍了柱芳烃的合成和功能化衍生,重点总结了其在分子识别、自组装和生物应用等主客体化学方面的最新研究进展.     

基于生物大分子的纳米药物载体

生物大分子材料由于其可再生性、无毒性以及良好的生物相容性、生物可降解性和黏膜粘附性等特点成为药物载体研究的热点,尤其是将其作为纳米药物载体材料更加受人关注。本文首先对生物大分子纳米颗粒常用的制备方法--乳化法、自组装法和离子凝聚法进行了详细的介绍。由于乳化法在一定程度上破坏了生物大分子的生物相容性,因此自组装法和离子凝聚法是比较理想的制备方法。其中自组装法是利用两亲性的生物大分子,如蛋白质、多糖衍生物等在静电作用、疏水作用、范德华力等非键合作用力下组装成纳米结构;而离子凝聚法则是利用聚电解质与带相反电荷物质之间的静电作用形成纳米结构。接着本文对通过这些方法获得的生物大分子纳米颗粒作为蛋白类药物、抗癌药物以及基因药物的载体在近年来的研究进展进行了归纳和总结,结果显示其在药物缓释体系中具有广阔的应用前景。