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。

聚合物分离膜材料的制备与结构调控

聚合物膜是膜分离过程的核心基础材料,在解决水资源、能源、环境、健康等领域的重大问题中发挥着不可替代的作用。传统的聚合物膜材料存在孔径分布宽、通量小、易污染等共性难题,难以实现低能耗下的高效分离。近年来,本研究小组从膜材料的微结构设计出发,致力于探寻实现膜材料高性能化与多功能化的新思路和新原理,建立和发展了一系列膜材料制备与改性的新方法,优化了聚合物膜材料的孔径/孔径分布、亲/疏水性、荷电特征等结构特征,显著提升了膜材料的通量、分离精度和抗污染能力。从膜材料的制备与改性两个方面入手,介绍了近年来聚合物膜材料制备与结构调控方面的研究进展,为分离膜材料的研究提供参考。

3D打印技术在药物研发和生产中的创新应用与前景展望

药物的开发和生产是一个漫长且严格的过程,技术进步与迭代相对缓慢。然而,作为一种新型增材制造技术,3D打印相比于传统制剂技术具有制造精度高、灵活性强、产品可设计和按需制造等独特优势,近年来在药物研发和生产中得到广泛关注。3D打印技术能够通过构建药物复杂的外部几何形状与内部三维结构,从而实现不同的药代动力学曲线,以满足临床需求。同时,作为智能制药的一种新手段,3D打印不仅有利于制药工艺放大,还能够与过程分析技术相结合,实时监测药物质量并同步记录相关质控数据,实现药物数字化连续生产,加速药物从研发到临床的整体开发过程。综述了近年来3D打印技术在药物剂型和药物递送系统设计中的创新应用以及3D打印药物规模化生产的主要成果,重点分析3D打印相比于传统制剂开发和生产的主要优势及其面临的挑战,并介绍相关机构的最新动态与3D打印药物的监管要求,旨在为推动3D打印技术在药物研发与生产中的应用提供思路与参考。

界面交联制备聚多巴胺复合纳滤膜的性能调控

通过多巴胺在水溶液中的自聚-组装,形成聚多巴胺(PDA)纳米聚集体,进一步以尺寸可调的PDA纳米聚集体为水相反应物,以酰氯为油相单体,通过界面交联法制备了渗透选择性优异的复合纳滤膜,其分离性能可通过水相pH值进行调控.采用紫外吸收光谱和动态光散射等表征了PDA聚集体在水相中的结构特点,分析了复合膜表面的微观结构与物化性质.研究发现,随着水相pH值由中性(pH=6)向强碱性(pH=13)逐渐过渡,复合膜的Na2SO4截留率呈先增后减趋势.在水相pH=12时,制得的复合膜于0.4MPa下纯水通量可达64L m^-2h^-1,Na2SO4的截留率达90%,对染料日落黄的截留率达97%.与文献报道的PDA表面沉积法相比,此方法大大缩短了PDA沉积时间,提高了制膜效率,所制备的复合纳滤膜分离性能可调.