pH-Sensitive Wettability Induced by Topologicaland Chemical Transition on the Self AssembledSurface of Block Copolymer简

pH-sensitive wettability of polystyrene-b-poly（4-vinylpyridine） （PS-b-P4VP） self assembled films, exhibiting superoleophobicity under water and hydrophilicity at low pH value, and oleophobicity under water and hydrophobicity at neutral condition, has been realized. The wettability properties resulted from the surface topological and chemical transition, which were confirmed by in situ AFM measurements under water at different pH. At low pH, P4VP chains, which were confined in the hexagonal-packed nanodomains, got protonated into a swollen state, while at high pH, P4VP chains were deprotonated into a collapsed state. The reversible protonation/deprotonation procedure on the molecular scale leads to surface topological and chemical transition, thereby pH-sensitive wettability.     

Fluorescence Sensors Based on Aggregation Induced Excimer Emission

荧光信号对环境变化的敏感程度主要取决于其产生本源。一般而言,聚集诱导激基缔合物荧光对其所处微环境变化异常敏感,因而引起了荧光传感器研究领域学者的高度关注。除此之外,荧光传感器的传感性能还与其所采用的荧光物种的类型和传感元素的结构密切相关。基于这些认识,本文概括介绍了笔者实验室多年来以聚集诱导激基缔合物荧光为基础的荧光传感器研究进展,特别是以芘为例,系统介绍了该类传感器在液相或气相中的检测应用,其中部分传感器已经实现了仪器化。同时,还介绍了由本课题组提出的用于理解荧光薄膜传感器传感机理和指导新型传感薄膜设计的"二维溶液模型"。最后,展望了荧光传感器研究和应用前景,指出了此类研究面临的主要挑战。     

自支撑NH2-MIL-125/聚噁二唑复合正渗透膜的制备及性能

合成了高强度亲水性含羧基聚噁二唑材料(POD-COOH)和含氨基金属有机框架材料(NH₂-MIL-125), 以NH₂-MIL-125为填料, 与POD-COOH基体材料进行溶液共混, 并通过溶液浇铸法制备系列新型自支撑复合正渗透膜, 研究NH₂-MIL-125的引入对复合正渗透膜结构和性能的影响. 研究结果表明, 所制备的系列复合正渗透膜均呈致密结构, 且随着NH₂-MIL-125含量的增加, 复合膜的表面亲水性增加、 电负性增强, 并保持良好的机械性能. 以去离子水为进料液, 1.5 mol/L硫酸钠溶液为汲取液, 对上述自支撑复合膜进行正渗透性能测试, 发现由于消除了传统正渗透膜支撑层的内浓差极化现象, 该新型复合正渗透膜在分离过程中具有优异的正渗透性能.     

两嵌段共聚物反相溶剂中组装结构转变动力学的模拟研究

利用耗散粒子动力学方法,分别研究了不同结构的组装体在改变溶剂的选择性后,在溶液及界面上的结构演变动力学.模拟结果表明,在改变溶剂的选择性后,大球形胶束在溶液中转变形成反向球形胶束,而在界面上则转变形成反向环状胶束,当前模拟结果与已有的实验结果一致.此外,模拟结果还预测出,在改变溶剂的选择性后,环状胶束在溶液中转变形成反向环状胶束,而在界面处受限形成反向的支化蠕虫状胶束;蠕虫状胶束则在溶液中转变形成反向环状胶束,而在界面处受限形成多层纳米球结构;囊泡在溶液中转变形成分散的小胶束聚集体,而在界面处受限形成球形的补丁纳米粒子.     

肽基超分子胶体

肽基超分子胶体是基于肽分子间超分子作用,自发形成且具有有序分子排布及规整结构,兼具传统胶体及超分子特性的组装体系。利用超分子弱相互作用构筑功能性胶体,不仅是人们对生命组装进程深入理解的有效手段,也是实现优异的超分子材料的重要途径。肽分子具有组成明确、性能可调、生物安全性高及可降解等优势,是超分子化学、胶体与界面化学领域重要的组装基元。基于肽的超分子自组装,能够实现多尺度、多功能的生物胶体的构筑,被广泛应用于医药、催化、能源等领域。如何通过对肽序列的设计及分子间作用力的调控,实现对胶体结构和功能的精确控制,是近年来研究的重要课题之一。从分子尺度研究和揭示超分子胶体的组装过程及物理化学机制,探究胶体结构与功能的关系,是实现超分子结构和功能化的重要内容。本文基于"分子间作用的调控"及"结构与功能的关系"两个基本科学问题,系统地综述了肽基超分子胶体的组装机制、结构与功能,以及研究现状。     

多功能Fe3O4@SiO2 Janus颗粒

采用溶剂热法和溶胶-凝胶法制备了顺磁性Fe₃O₄@SiO₂颗粒,以Pickering乳液界面保护法实现颗粒表面分区获得Fe₃O₄@SiO₂ Janus颗粒,进一步选区复合生长Pt或Ag纳米颗粒制备Fe₃O₄@SiO₂-Pt和Fe₃O₄@SiO₂-Ag Janus颗粒.Fe₃O₄@SiO₂-Pt Janus颗粒的Pt一侧进行催化过氧化氢的反应,具有自驱动功能.因其顺磁性和两亲性,Fe₃O₄@SiO₂-Ag Janus颗粒能够作为磁响应颗粒乳化剂稳定油水乳液,并将Ag的催化功能引入界面.     

一种天线分子与卟啉染料自组装在染料敏化太阳能电池中的应用

以卟啉分子H2-pTCPP作为基础染料,通过配位自组装的方法将天线分子S3修饰到染料结构中。结果表明经天线分子修饰后染料敏化太阳能电池器件的整体性能得到了极大的改善。天线效应有效地提高了器件的光子捕获能力,光电流得到了显著的提高,并且电荷复合行为也得到了明显的抑制。基于H2-pTCPP的电池器件显示了1.18%的转换效率,而经过天线分子修饰后的Mn-pTCPP+S3显示了2.64%的转换效率,性能提高了1.2倍。     

不同厚度CdSe阱层的表面上自组织CdSe量子点的发光性质

利用变温和变激发功率分别研究了不同厚度CdSe阱层的自组织CdSe量子点的发光。稳态变温光谱表明:低温下CdSe量子阱有很强的发光,高温猝灭,而其表面上的量子点发光可持续到室温,原因归结于量子点的三维量子尺寸限制效应;变激发功率光谱表明:量子点激子发光是典型的自由激子发光,且在功率增加时。宽阱层表面上的CdSe量子点有明显的带填充效应。通过比较不同CdSe阱层厚度的样品的发光,发现其表面上量子点的发光差异较大,这可以归结为阱层厚度不同导致应变弛豫的程度不同,直接决定了所形成量子点的大小与空间分布^[1]。     

近地背景下的机载红外探测系统弱小目标检测

机载红外探测系统在近地背景下检测目标时,地面将对弱小目标产生严重的干扰,导致传统检测方法对弱小目标的检测性能下降。针对该问题,利用生成对抗网络提出一种近地背景下的机载红外探测系统弱小目标检测方法。将深度自编码器作为生成对抗网络的网络框架,引入inception机制对视觉信息进行多尺度特征提取,并引入残差块来缓解梯度消失问题。在神经网络的对抗训练中,生成器考虑了移动损失与对抗损失两个损失函数,提高了生成器的训练效果。最终,在公开的无人机机载红外探测数据集上完成了实验,结果表明所提方法能在近地背景下成功检测出红外弱小目标,且检测的平均精度与速率均优于其它对比方法。     

纳米银自组装电极的制备及对高氯酸二茂铁的电化学响应

采用自组装的方法制备了纳米银粒子修饰金电极,并运用循环伏安法、交流阻抗谱探讨了该电极的电化学特性.研究了高氯酸二茂铁在该修饰电极上的直接电化学行为.实验结果表明,高氯酸二茂铁在该修饰电极上具有良好的电流响应.用示差脉冲法测定高氯酸二茂铁,其氧化峰电流与浓度在4.0×10-6～5.0×10-4 mol/L范围呈良好线性关系,线性方程为:Ip(μA)=0.0236c(μmol/L)-0.0975,线性相关系数为0.9982,检出限为2.3×10-7 mol/L(信噪比为3).