基于定向冷冻技术构建的多孔材料及其应用

定向冷冻技术是将原材料、溶剂及添加剂均匀混合,利用溶剂的“液-固-气”相转变获得多孔材料的一种方法,具有操作简便和绿色环保等优点。与通常的造孔技术不同,定向冷冻技术可实现对物理、化学和力学性能的高度控制,所制备的材料具有定向排列的孔隙和不同层面上的分级结构。这种技术被广泛应用于制备具有各向异性的无机、有机、杂化和碳质多孔材料。此外,该方法还可以扩展到模拟天然结构的仿生材料中,以组装具有优异力学和物理特征的多孔复合材料,在环境、能源、热管理和生物医学等领域具有广阔的应用前景。本文从定向冷冻技术的来源以及原理出发,根据单颗粒及多颗粒的受力模型揭示了定向结构的形成机理,分析了溶质、溶剂、温度梯度和添加剂等对材料结构以及性能的影响。另外,根据前驱体材料掺杂改性的不同手段,介绍了一步法与两步法制备定向结构的特点。同时,总结了定向冷冻技术在污染物吸附、能量储存与转换、结构材料、热管理和生物材料等方面的研究进展,最后指出了当前研究中亟需解决的问题,并展望了其未来的发展方向。

三维泡沫石墨烯在抗坏血酸的干扰下检测尿酸

该文采用化学气相沉积法在泡沫镍上生长石墨烯，通过扫描电镜、X射线衍射、拉曼光谱对生成产物的形貌和结构分别进行了表征。结果表明：所制得的石墨烯为具有三维网状结构且层数较少的石墨烯。将三维泡沫石墨烯转移到ITO玻璃上制成生物传感器的工作电极，利用电化学工作站对尿酸和抗坏血酸进行检测．电化学测试结果表明：三维泡沫石墨烯修饰电极在抗坏血酸的干扰下可以准确的检测尿酸，其灵敏度为0．274μA／（μmol／L），线性范围为10-100μmol／L。