导电水凝胶基柔性电子传感系统——柔性电子创新实验设计

导电水凝胶兼具生物医用材料和导电材料特征,可应用于医疗康复、运动监测和人机交互等领域。为提高柔性电子学专业本科生的创新意识与实验技能,本实验设计了一种纳米凝胶材料交联的导电水凝胶,通过探索加聚型水凝胶聚合过程中引发剂浓度和交联机制,阐明材料结构组分对水凝胶基柔性电子器件使用耐久性能及传感性能的影响。通过创新实验设计,柔性电子学专业本科生可以学习到高分子乳液聚合、水凝胶制备以及应力应变传感性能表征等知识点,深入理解交联剂结构设计对材料功能性的影响。此外,本实验还设计了基于水凝胶柔性电子传感器的可穿戴传感系统,通过集成可控制小车移动的智能手套,以及用于控制电脑游戏的水凝胶控制器,将前沿科研与本科实验教学任务紧密结合,有利于激发柔性电子、材料、电子信息等专业本科生对于科研的兴趣和创新探索的科研精神。     

电场驱动的高分子凝胶

本文较系统地阐述了电场驱动的高分子水凝胶、有机凝胶的响应机理，并扼要介绍了此类凝胶应用的最新进展。     

超分子均苯四甲酸/对羟基吡啶水凝胶中纤维状聚集体结构与性能的关系

采用1H-NMR和FT-IR表征了在摩尔比1∶4条件下,由均苯四甲酸和对羟基吡啶合成的一种凝胶因子(G2).通过在室温下冷却G2的水溶液,形成了超分子水凝胶.采用扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)和流变仪等多种技术研究了冷却速率对凝胶的组装纤维结构及宏观性能的影响.随着冷却速度的降低,纤维尺寸变大而凝胶的稳定性降低.因此,可以通过环境因素来控制凝胶的性能.采用流变仪分析表明凝胶具有高的机械强度.DSC分析结果表明随着凝胶因子浓度的增加,凝胶中可冻结水的含量降低.相对于在摩尔比1∶2条件下,由均苯四甲酸和对羟基吡啶合成的凝胶因子G1,在相同浓度下,G2在更高的最低凝胶因子浓度(MGC)使水凝胶,并且得到的凝胶具有更低的凝胶-溶胶破坏温度(Tgel).利用环境扫描电镜(ESEM)直接观测了实际含水状态下凝胶的形貌,结果表明采用常规SEM观测到的纤维状网络与ESEM的结果一致,这说明在干燥过程中形貌并未发生太大变化.组装体结构和性能关系有助于认识凝胶形成机理并使凝胶满足不同的应用.     

COVALENTLY BONDING CHIRAL POLYURETHANE ON AMINATED SILICA GEL： A NEW STRATEGY TO PREPARE CHIRAL STATIONARY PHASE FOR HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY

Two polyurethanes of different molecular weights were prepared by the copolymerization of phenyl diisocyanate and diisopropyl tartrate. The polyurethanes having terminal isocyanate groups were reacted with 3-aminopropyl silica gel to afford two chiral stationary phases. The Mn of the two polyurethanes were 4057 g/mol and 6442 g/mol. The polyurethanes and the corresponding chiral stationary phases were characterized by FT-IR, 1H NMR and elemental analysis. The loading capacities of the polyurethanes on silica gel were 0.68 mmol units/g and 0.61 mmol units/g, respectively. The separation performance and the influence of additives, triethylamine and trichloroacetic acid, on the separation of chiral compounds were investigated by HPLC. The chiral stationary phase prepared from polyurethane with Mn of 4057 g/mol demonstrated better enantioseparation capability than that with Mn of 6442 g/mol. Additionally, it was found that the addition of triethylamine and trichloroacetic acid in the mobile phases significantly improved the enantioseparation for these two chiral stationary phases.     

银掺杂对CdFe2 O4电导和气敏性能的影响

用溶胶-凝胶法制备了CdFe2O4及其掺银纳米粉,并对其制备条件、物相组成、微结构、电导和气敏性能作了系统研究.结果表明: 350℃下预烧2 h进一步除尽残存柠檬酸的凝胶粉于800℃下热处理2 h可得纯相掺银纳米粉Cd1-xAgxFe2O4(0 ≤x≤0.04); 电导测量显示,该材料呈表面电阻控制的n型半导体导电行为,由于AgCd×电离出的空穴h对材料中导带自由电子的湮灭,使得掺银固溶体的导电性远小于同温下的纯相CdFe2O4; Cd0.98Ag0.02Fe2O4纳米粉制作的元件在330℃下对45 μmol/L C2H5OH的灵敏度为相同浓度干扰气体Petrol的11倍多.有望开发为一类新型C2H5OH信息敏感材料.     

微乳凝胶中小分子传质研究

微乳凝胶中小分子传质研究对于拓宽胶束酶学研究内涵、加速酶在生物合成与转化领域中的应用、研制高性能生物传感器等具有重要理论意义和潜在应用价值.以微乳液中二价金属离子与紫脲酸胺之间的配位反应为指示反应,采用分光光度技术,研究了金属离子在由阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺构建的微乳凝胶中的传质问题.结果表明,在由含紫脲酸胺微乳液及含金属离子微乳凝胶构成的体系中,金属离子在微乳凝胶中的传质是金属离子与紫脲酸胺配位反应的限速步骤.为进一步证实上述结论,还对影响金属离子在微乳凝胶中传质的各种因素(如微乳液中水与表面活性剂的摩尔比值、分散相中甘油与水的配比等)进行了研究,结果也证实了上述结论.     

AuNPs/Sol-gel复合膜法固定乙酰胆碱酯酶生物传感器检测有机磷农药

基于有机磷农药对乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)的抑制作用,用金纳米粒子(Au nanoparticles,AuNPs)与壳聚糖/SiO2杂化溶胶-凝胶构成复合固酶基质,将AChE固定于玻碳电极表面,制备了电流型AChE生物传感器选用久效磷进行实验,以氯化硫代乙酰胆碱为底物,建立了电化...     

凝胶渗透色谱结合气相色谱-负化学源质谱法分析鱼肉及鱼油中的多溴联苯醚和得克隆阻燃剂

建立了凝胶渗透色谱(GPC)结合气相色谱-负化学源质谱(GC-NCI/MS)检测鱼肉及鱼油中8种多溴联苯醚(PBDEs)同系物及2种得克隆阻燃剂(DP)的分析方法。试样中加入内标物BDE-77和13C12-BDE-209后进行索氏提取,提取液经自动GPC系统除脂,多层硅胶层析柱净化后,在15 m长的毛细管气相色谱柱上分离,NCI/MS以选择离子监测方式检测目标化合物。以鱼肉样品为基质,当PBDEs的加标水平为0.2 ng/g和2 ng/g、BDE-209和DP的加标水平相应提高10倍时,其平均加标回收率为71.1%～121.4%,相对标准偏差为2.96%～13.31%(n=5);以信噪比(S/N)为3计算方法的检出限(LOD)为2.2～39.8 ng/kg。用该方法检测市售鱼肉及鱼油样品,其中多溴联苯醚总含量为2.18～15.93 ng/g,以BDE-209、BDE-47为主,两种DP均未检出。该方法准确、灵敏度高,能够满足富含脂质的动物性样品中痕量DP和PBDEs残留的分析要求。     

聚酰亚胺/二氧化硅纳米尺度复合材料的研究

通过正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）在聚酰胺酸（ＰＡＡ）的Ｎ，Ｎ’ 二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ），溶液中进行溶胶 凝胶反应，制备出不同二氧化硅含量的聚酰亚胺／二氧化硅（ＰＩ／ＳｉＯ２）复合薄膜材料．二氧化硅含量低于１０ｗｔ％的样品是透明浅黄色薄膜；二氧化硅含量高于１０ｗｔ％的样品是不透明棕黄色薄膜．利用红外光谱、扫描电镜、热失重分析、动态力学分析、热膨胀系数测试和应力 应变测试等方法研究了此类材料的结构与性能．结果表明，ＰＩ／ＳｉＯ２纳米复合材料具有较聚酰亚胺更高的热稳定性和更高的模量；线膨胀系数显著降低；拉伸强度和断裂伸长随二氧化硅含量而变化，分别在１０ｗｔ％和３０ｗｔ％附近出现最大值     

Indium Mediated Conjugate Addition of Allyl Bromide to Nitroalkenes in DMF—H2O Media

Allylindium bromide prepared by metallic indium and allyl bromide was added to nitroalkenes to give conjugate addition compounds in moderate to good yields in an aqueous media.