不同表面性质聚电解质多层膜的制备及蛋白质吸附和血液相容性能

利用层层自组装方法制备了聚烯丙基铵盐酸盐(PAH)/聚苯乙烯磺酸钠(PSS)多层膜. 通过吸附或共价偶联, 在多层膜表面修饰了聚乙二醇(PEG)、牛血清白蛋白(BSA)或肝素, 通过石英晶体微天平(QCM)、椭圆偏振光谱和原子力显微镜(AFM)研究了多层膜的表面形貌及修饰方法对各种蛋白的吸附性能. 经修饰后的多层膜较基底膜的厚度均有所增大; 最外层经修饰后的多层膜吸附的BSA、纤维蛋白原及血浆蛋白的量较未修饰多层膜均有所减少. 采用SEM观察了血小板在多层膜上的黏附情况和形态变化, 计算了血小板的黏附率. 比较各多层膜的凝血酶原时间(PT), 发现修饰后的多层膜的凝血酶原时间均有所延长, 但各组间无显著性差异.     

应用纳米球刻蚀法在自组装膜修饰的硅表面生成中尺度的网状蛋白层（英文）

在自组装膜修饰的硅表面制备有序的蛋白阵列是研发生物传感器的先决条件之一,因此如何产生有序的表面蛋白阵列一直是生物医药研究方向的前沿。本研究通过应用纳米球刻蚀法在氧化的10-烯基十一烷基三氯硅烷自组装膜修饰的硅表面生成了网状结构溶菌酶蛋白层。网孔的大小(从纳米到微米级别)由表面沉积的纳米球的尺寸来调控。我们利用原子力显微镜和荧光显微镜对样品表面进行了详细表征。结果表明:这种新方法比传统的通过扫描探针在固体表面修饰而聚集溶菌酶蛋白的方法更快捷简便,而且它能够在相对大的硅表面形成网状蛋白层。此外,网孔表面附着具有强吸附活性的羧酸基团层,它可以通过静电吸引或者共价结合来吸附液相中的第二种蛋白分子。     

抗蛋白吸附PLLA-MPEG微绒毛膜的制备

在左旋聚乳酸(PLLA)膜上采用朗格缪尔-布洛杰特(LB)技术、浇铸和化学接枝的方法制备了左旋聚乳酸-甲基端聚乙二醇(PLLA-MPEG)共聚物微绒毛膜。通过原子力显微镜(AFM)和水接触角测量等方法考察了制备方法及条件对绒毛层性能的影响,对绒毛层的亲水性、稳定性和抗蛋白吸附性能进行了对比分析。结果表明:通过这3种方法均能获得较亲水的抗蛋白吸附表面。PLLA-MPEG单分子LB微绒毛必须在热水中处理后才能牢固地黏附于PLLA膜上;浇铸的PLLA-MPEG成膜性好,但遇水易脱落,稳定性差;紫外光催化接枝的微绒毛制备简便、铆接牢固,可用于医疗器械或生物埋置材料的表面修饰。     

Y2O3薄膜处理对3Cr25Ni7N合金的抗高温氧化性能的影响

采用电沉积-热解法在3Cr25Ni7N合金表面制备了Y2O3薄膜,并研究了薄膜处理对合金在1000℃空气中的抗高温氧化性能的影响。氧化动力学曲线、SEM及XRD分析结果表明,Y2O3薄膜处理使合金表面氧化膜以尖晶石结构为主,氧化膜致密,有效地抑制了Cr2O3的挥发反应,且氧化膜与基体的附着性好,因此合金在高温下的抗氧化性能得到提高,这与氧化钇薄膜在较低温度下抗高温氧化性能提高的机制是不同的。在不同温度下,Y2O3薄膜处理均可以有效提高合金的抗高温氧化性能。     

稀土对Fe-Sr-Al合金氧化膜皱褶形成的影响

Fe-23Cr-6Al合金在300～1300℃空气中氧化时,表面形成的位错蚀坑因位错运动而发展成蚀槽,其上的氧化膜就形成皱褶。稀土阻止位错蚀坑的形成和发展,因而含稀土的Fe-23Cr-6Al合金的氧化膜不形成皱褶。同时,稀土也抑制合金表面上晶界、夹杂和碳化物周围基体的热蚀,避免氧化膜—基体之间空洞的形成,稀土与合金中晶体缺陷的交互作用是产生上述作用的可能原因。     

热碱处理对La-Mg-Ni系A2B7型储氢合金电极性能的影响

用真空感应熔炼和热处理制备了La0.64Gd0.2Mg0.16Ni3.1Co0.3Al0.1合金,利用SEM,EDS能谱分析、振动样品磁力计、XPS、ICP和电化学方法,研究了热碱处理时间(0~60 min)对合金颗粒表面的微观形貌、表面元素组成及状态、体相化学成分以及电化学性能的影响。研究表明:热碱处理使合金表面的Mg,Al,La和Ni元素发生不同程度的溶解析出或氧化,随处理时间增加,合金饱和磁化强度呈先增大后减小的趋势。当处理时间为15 min时,合金表面可形成较多的富Ni层,其饱和磁化强度达到最大值0.808 emu·g-1;当大于15 min时,随时间延长,富Ni层被氧化的倾向逐渐增大,同时表面形成稀土氧化物,导致合金饱和磁化强度逐渐减小。电化学性能测试表明:随热碱处理时间的增加,合金电极最大放电容量(Cmax)、循环稳定性(S100)及大电流放电特性(HRD900)均呈先增加后减小的规律。经15 min热碱处理的合金电极性能最佳,循环寿命S100由未处理时的83.67%提高到热碱处理后的93.09%。合金电极性能随热碱处理时间的变化规律与合金表面形成富镍层及其后续氧化倾向以及析出稀土氧化物关系密切。     

金属氢化物电极表面处理方法及其表面氧化膜研究：Ⅰ.富镍表面处理及氧化？

发展了两种贮氢合金表面处理新方法。光电子能谱和循环伏安实验表明，经过处理后得到了富镍表面层，可提高电极的反应性能、采用光电化学方法对不同处理的电极表面由动电位氧化形成的氧化膜进行了表征，分别观察到与表面膜吸附氢氧化和氧化还原反应有关的阳极光电流和阴极光电流，同时依照电极在循环过程中的光电流变化区分了两种处理方法的得到的表面层抗氧化性能之差异     

表面机械研磨对医用钛合金生物活性的影响

采用表面机械研磨(SMAT)法对Ti-25Nb-3Mo-3Zr-2Sn(TLM)钛合金进行了处理,并考察了SMAT处理前后钛合金样品表面的生物仿生矿化、蛋白吸附及成骨细胞的黏附行为.表征结果显示,SMAT处理不会改变TLM钛合金样品表面的物相组成及晶粒尺寸,但会显著改变合金的表面粗糙度、拓扑结构、亲水性及表面不同化学态氧元素的含量.在模拟体液中浸泡28 d后,未经SMAT处理的TLM钛合金样品表面没有检测到新化合物的生成,而经SMAT处理后的合金样品表面已诱导出直径为1~2μm、钙磷比约为1.58的羟基磷灰石前驱物.体外实验结果表明,SMAT处理后的钛合金样品表面能从血清中吸附更大数量的蛋白,且成骨细胞在处理后的样品表面表现出更好的黏附状态.经SMAT处理后的钛合金样品表面表现出更强的生物矿化、蛋白吸附及促细胞黏附能力,这与其表面具有更大的表面粗糙度、更好的亲水性及富含更多的基础Ti—OH基团有关.     

基于贻贝仿生化学的分离功能材料

贻贝仿生的表面化学是近年来材料学、化学、生物医学等领域的交叉研究热点。多巴胺可以作为贻贝足丝蛋白(Mfp)超强黏附特性的模型分子,通过复杂的氧化-自聚和组装,形成多种功能的聚多巴胺(PDA)纳米涂层和纳米粒子,在分离膜、吸附材料、生物医用材料、生物黏结剂等领域有着广阔的应用前景。本研究小组近年来持续开展了基于贻贝仿生化学的分离功能材料制备与结构调控的研究工作,率先将多巴胺表面沉积方法应用于多孔分离膜表面的构建与功能化,提出了多巴胺的自聚-沉积过程模型,进而验证了PDA沉积层的纳滤分离特性,建立了一条简单方便的膜表面功能化与纳滤膜制备新途径。本文主要对基于贻贝仿生化学的分离功能材料,特别是分离膜的研究进展进行综述,并对将来的发展趋势进行展望。     

稀土元素对铁-镍-铬基合金力学性能和化学性能的影响

研究了钇、镧、铈及混合稀土金属对801和31.0合金瞬时拉伸性能、高温持久性能、高温抗氧化性能及抗硫酸铝溶液腐蚀性能的影响。用金相显微镜、扫描电镜、电子探针、离子探针和X-射线衍射研究了氧化膜的形态、结构和组成。测定了801合金在硫酸铝溶液中的极化曲线。结果表明,稀土元素能提高310和801合金的持久寿命;明显改善其高温抗氧化性能;对室温瞬时性能影响很小。结果还表明,稀土元素使801合金的点蚀倾向增大;降低801合金在硫酸铝溶液中的耐腐蚀性。     

Effects of Ca and Ag addition and heat treatment on the corrosion behavior of Mg-7Sn alloys in 3.5 wt.% NaCl solution

The effects of 1 wt.% Ca or 1 wt.% Ca + 1 wt.% Ag addition and heat treatment on the corrosion behavior of Mg-7Sn (wt.%) alloy in 3.5 wt.% NaCl solution were investigated by electrochemical measurements and immersion tests. The alloys were characterized by optical microscope (OM), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It was found that all alloys were corroded by pitting corrosion and grain boundary corrosion and further corroded with time going. Loose layers of compounds, including Mg (OH)₂, MgO, SnO₂, and other compounds containing Ca and Ag elements, were calibrated on the surface of corroded Mg-7Sn-1Ca-1Ag alloy. The Ca addition improved the corrosion resistance of Mg-7Sn alloy due to the formation of relatively stable compounds containing calcium element and grains refinement. Furthermore, the solid solutioned alloys obtained a superior corrosion resistance due to the dissolve of eutectic Mg₂Sn phase and homogenization treatment. However, the aging treatment is slightly detrimental to the corrosion resistance of Mg-7Sn alloys with the formation of Mg₂Sn precipitates. In conclusion, the aged Mg-7Sn-1Ca-1Ag alloy exhibited a better corrosion resistance and a noticeable micro-hardness property compared with those of as-cast Mg-7Sn alloy. And this study provides an important idea for the research on the comprehensive properties of Mg-Sn alloys.     

Precipitate crystal structure determination in melt spun Mg-1.5wt%Ca-6wt%Zn alloy.

A melt-spun Mg-1.5%wtCa-6wt%Zn alloy was analyzed by means of transmission electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, and scanning transmission electron microscopy. The as-solidified alloy exhibited both spherical matrix precipitates and elongated precipitates at the grain boundaries (grain-boundary films). After heat treatment, the alloy showed faceted precipitates (cuboidal shape), mostly on dislocations. It was found that the observed precipitates are the same compound, Ca2Mg6Zn3. As there was no crystallographic data for this compound in the literature, its crystal structure was investigated by comparison of experimental and simulated selected-area electron-diffraction patterns and high-resolution electron microscopy images. This study indicated that Ca2Mg6Zn3 is a trigonal compound with space group P 3 1c and lattice parameters a = 0.97 nm, c = 1.0 nm.     

耐蚀Zn-Al合金材料的组合材料芯片方法优选

应用组合材料芯片方法, 通过离子束溅射法制备了全组分范围的Zn-Al薄膜样品阵列. 沉积得到的多层薄膜经370 ℃扩散处理2 h形成合金薄膜. 通过扫描俄歇能谱仪(AES)、X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对样品的成分、结构和形貌进行表征. 结果显示, 在低温退火后, 合金薄膜成分均匀, 结晶良好, 表面致密. 材料芯片上的样品在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中的极化电阻测试结果表明, 对于全组分的Zn-Al合金薄膜, Al摩尔分数在87%附近的成分具有最高的极化电阻值.进一步的实验发现, 在83%-86%这一较宽的摩尔分数区间内, 极化电阻值均保持在105 Ω·cm-2以上, 比传统热镀锌镀层的极化电阻高1个数量级.     

Are conformational changes, induced by osmotic pressure variations, the underlying mechanism of controlling the adhesive activity of mussel adhesive proteins?

The mussel adhesive protein Mefp-1, under physiological conditions, presumably has a self-avoiding random walk conformation with helix-like or turned deca-peptide segments. Such a conformation may coil up under osmotic pressure induced by surrounding macromolecules. As a consequence, the orientation of the 3,4-dihydroxy-phenylalanine groups (dopa), essential for the adhesive strength as well as the cohesive strength in Mefp-1, will be altered. Changing the concentration of the protein itself or of different-type surrounding macromolecules may therefore be a tool to control the protein's adhesive activity. The effect of osmotic pressure on the conformation and dopa reactivity of Mefp-1 is studied by the addition of (poly)ethylene oxide (PEO) as a model macromolecule (Mw = 100 kD). From UV-spectroscopy measurements, it can be concluded that dopa reactivity in Mefp-1 changes with increasing PEO concentration. Fitting of the measured absorbance intensity data of the oxidation product dopaquinone versus time with a kinetic model points to the decreased accessibility of dopa groups in the Mefp-1 structure, a faster oxidation, and diminished cross linking under the influence of increasing PEO concentration up to 2.4 g/L, corresponding to an osmotic pressure of approximately 73 Pa. At higher PEO concentrations, the accessibility of the dopa groups for oxidation as well as cross-link formation decreases until about 20% of the dopa groups are oxidized at a PEO concentration of 3.8 g/L, corresponding to an osmotic pressure of approximately 113 Pa. FTIR measurements on the basis of amide I shifts qualitatively point to a transition to a more continuously turned structure of Mefp-1 in the presence of PEO. Therefore, it seems that conformational changes caused by variations of osmotic pressure determine the extent of steric hindrance of the dopa groups and hence the adhesive reactivity of Mefp-1.     

On understanding the effect of benzotriazole during barrier-film growth on Al-Cu alloys

Abstrasct The effect of benzotriazole on the growth of anodic films on aluminium and an Al-3.5 wt% Cu alloy has been examined by transmission electron microscopy (TEM) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Films grown to relatively high voltages reveal flaws and oxygen-filled voids as a result of the surface morphology and copper enrichment and oxidation at the alloy/film interface. Benzotriazole, apart from increasing the efficiency of anodic film growth on the artificially aged alloy, also reduces the population density of the local features. The impedance response of films formed at relatively low voltages has been used to probe the early influence of benzotriazole on the macroscopic surface as well as flaws of the oxide-covered substrate.     

Mg-Li电极在NaCl溶液中的电化学行为

应用熔炼法制备含Li量为8.5%和14%的两种Mg-Li合金,分别由电势线性扫描、计时电流、交流阻抗和失重法等检测Mg-Li电极在NaCl溶液中的电化学特性,SEM观察其放电表面形貌.结果表明:Mg-14Li电极比Mg-8.5Li电极有较负的开路电位、更大的放电电流和较高的放电效率,但附着电极表面的疏松产物易于脱落.Mg-8.5Li电极的放电效率高于Mg-14Li电极的放电效率.两种电极在低恒电位放电电流效率均高于较高恒电位的放电电流效率.     

用于光电化学氧化氯酸盐的钒酸铋光电阳极的合成与表征

采用便捷的涉及电沉积和退火过程的两步法在F掺杂的氧化锡基体上制备了高品质的多晶钒酸铋(BiVO4)薄膜,并运用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光吸收光谱和拉曼光谱表征了所制薄膜的形貌和结构特征.XRD和光学分析结果表明,BiVO4薄膜为纯相的单斜白钨矿晶相结构.将该薄膜通过电化学(EC),光化学(PC)和光电化学(PEC)过程用于水溶液中氯酸离子的多相氧化反应中.采用紫外-可见吸附光谱仪监测氯酸盐浓度的降低.结果发现,在光的照射下采用PEC法时,BiVO4可有效催化氯酸盐的氧化.氯酸盐氧化反应级数为1级,PEC过程的反应速率常数明显高于EC和PC过程的.同时,提出了基于形成了高氯酸离子的催化氧化氯酸盐的反应机理.     

多孔聚乙酰苯胺纳米纤维载铂催化剂对甲醇的电催化氧化

采用简单的化学氧化聚合法制备了新型多孔结构的聚乙酰苯胺纳米纤维(np-PAANI), 并以此为载体在络合剂的存在下合成了Pt纳米微粒修饰的np-PAANI复合物膜电极C/np-PAANI/Pt. 样品的形貌和结构通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)进行了表征. 在0.5 mol·L-1 CH3OH+0.5 mol·L-1 H2SO4混合溶液中考察了C/np-PAANI/Pt催化剂对甲醇的电催化氧化性能. 结果表明, 以np-PAANI负载的Pt催化剂对甲醇的电催化氧化活性和稳定性都比普通PAANI结构及石墨粉负载的Pt催化剂好很多.     

硼砂-对苯二甲酸电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化处理

研究了硼砂-对苯二甲酸环保型电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化.考察了对苯二甲酸对镁合金阳极氧化过程及其氧化膜性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射谱(EDS)、动电化极化和电化学交流阻抗谱(EIS)等进行了分析表征.结果表明,对苯二甲酸的浓度对阳极氧化成膜过程、氧化膜的表面形貌、厚度、相结构和耐腐蚀性能都有重要影响.在硼酸盐电解液中加入适量的对苯二甲酸后,氧化电流密度降低,过度放电现象受到了明显的抑制,所制得的阳极氧化膜的质量也有了显著改善.氧化膜表面变得光滑、致密,膜厚度略有降低.氧化膜与镁合金基底的结合更紧密,而且其耐腐蚀性能也得到了明显增强.该研究对于镁合金阳极氧化处理工艺的环保化及阳极氧化膜质量的提高都具有积极意义.     

SNAP溶胶组成对镁合金涂层耐蚀性的影响

本文利用纳米自组装颗粒工艺(SNAP)在AZ31B镁合金表面制备了防腐涂层。通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察及电化学阻抗谱(EIS)、电导率测试等,对SNAP溶胶的纳米粒子形态和电导率,以及SNAP涂层的表面形貌和耐蚀性进行了测试,研究了不同含量的有机硅烷前躯体3-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)和正硅酸乙酯基硅烷(TEOS)、溶剂水、助溶剂无水乙醇、交联剂三乙烯四胺(TETA)等对镁合金SNAP涂层耐蚀性的影响。研究结果表明,随着溶胶中TEOS和TETA含量的增大,镁合金涂层耐蚀性呈先增大后减小的趋势;随着溶胶中水含量的增大,镁合金涂层耐蚀性提高;溶胶中无水乙醇的含量较低时,对镁合金涂层耐蚀性的影响较小。