多孔纳米羟基磷灰石的制备及药物缓释性能

用模板法制备三维多孔纳米羟基磷灰石(HAP),考察陈化温度、初始pH等因素对HAP形貌结构及成分的影响;用制备的HAP作为药物载体制备阿莫西林(AM)-HAP,考察磷酸盐缓冲溶液(PBS)的pH对AM-HAP缓释行为的影响。结果表明,陈化温度低于284.16 K时,生成杂质磷酸钙;陈化温度越高,HAP的粒径越小。pH小于10.2时,有磷酸钙生成,HAP为片状,粒径为334 nm;而pH为10.2时,生成纯的HAP,HAP为棒状,粒径为134 nm。AM-HAP具有很好的缓释性能以及选择性脱附性能,在pH为5.7的PBS溶液中,缓释前1.5 h的AM的脱附率达到48.3%,总脱附率达92.8%。

大鼠骨髓基质细胞接种于纳米-羟基磷灰石构建组织工程化骨组织的研究

目的 :探讨用骨髓基质细胞 (MSC)作为种子细胞 ,三维多孔纳米 羟基磷灰石为支架材料构建组织工程化骨组织的可行性。 方法 :建立诱导大鼠MSC分化为成骨细胞的新的骨髓培养法 ,并进行鉴定。将诱导分化形成的成骨细胞 ,接种于三维多孔纳米 羟基磷灰石多孔支架中 ,培养 15天后 ,通过扫描电镜观察诱导分化的成骨细胞与三维多孔纳米 羟基磷灰石支架材料的复合情况。 结果 :大鼠MSC随着培养时间的延长 ,其碱性磷酸酶活性和骨钙素的分泌逐渐形成 ,并不断地增加。接种于三维多孔纳米 羟基磷灰石支架材料上的细胞生长良好 ,形成许多细小的钙结节和胶原纤维。 结论 :新的骨髓培养法可使大鼠MSC分化和增生为具有良好功能特性的成骨细胞 ,三维多孔纳米 羟基磷灰石是可利用的支架材料。用MSC作为种子细胞 ,三维多孔纳米 羟基磷灰石作为支架构建组织工程化骨组织有很多优点 ,具有广阔的应用前景。

人牙周膜细胞接种于纳米-羟基磷灰石上的形态学研究

目的观察人牙周膜细胞接种于三维多孔纳米-羟基磷灰石上的组织形态学表现。方法将原代培养的人牙周膜细胞接种于三维多孔纳米-羟基磷灰石上,培养15天后,采用扫描电子显微镜观察细胞的生长情况,探讨两者的复合情况。结果作为种子细胞的人牙周膜细胞接种到支架材料上后,细胞粘附充分,生长旺盛,并有钙结节和少量胶原纤维形成。结论三维多孔纳米-羟基磷灰石支架材料是一种比较符合牙周组织工程学条件的支架材料。

老年人牙周膜细胞附着于纳米-羟基磷灰石上的形态学观察

目的:老年人牙周膜细胞的再生能力相对较低,选择合适的支架材料很重要。文中观察接种在三维多孔纳米-羟基磷灰石支架材料上的老年人牙周膜细胞组织形态学表现。方法:将原代培养的老年人牙周膜细胞接种于三维多孔纳米-羟基磷灰石上,在培养15 d后,采用扫描电子显微镜观察细胞的生长情况,并与青年人牙周膜细胞进行比较。结果:老年人牙周膜细胞接种到支架材料上15 d后表现为星形或多角形,有良好伸展性和对支架材料的黏附性,一定量的钙结节生成,但产生的钙结节量较青年人牙周膜细胞少。结论:老年人牙周膜细胞可以在三维多孔纳米-羟基磷灰石支架材料上良好生长。三维多孔纳米-羟基磷灰石支架材料可以作为老年人牙周组织工程治疗中的支架材料。

高性能三维纳米多孔氧化镍电致变色薄膜材料

作为一种很有前景的电致变色材料,传统方法制备的氧化镍薄膜结构致密,对比度、响应速度等性能却并不理想。本研究首次通过结合电沉积与脱合金法制备了三维纳米多孔的氧化镍薄膜,通过对薄膜特征的检测和电致变色性能的测试,薄膜表现出较高的光学对比度(66.4%,550 nm基准)、较快的变色时间(褪色时间3.4 s,着色时间2.6 s)以及较高的着色效率(65 cm^(2)/C)。这些优异的性能可以归因于薄膜材料的三维纳米多孔结构,为离子提供大量的通道与嵌合位点。这些优点对氧化镍在电致变色器件领域的应用有重要意义。

基于三维多孔纳米材料构建的电化学传感器应用研究

电化学传感器因具有灵敏性高、选择性好、制备成本低、操作简单、携带方便、抗干扰性强等优点。电化学传感器在环境监测、临床诊断、食品工业以及地球化学分析等领域都得到了高度的关注和广泛的应用。文章针对两种基于三维多孔纳米材料构建的电化学传感器,分别介绍了其工作原理和检测性能,讨论了电化学传感器在地球化学分析中的应用,最后对电化学传感器在地球化学分析领域的发展方向进行了展望。

基于杨梅单宁制备三维有序多孔碳内嵌纳米Cu_2O-CuO高性能锂离子电池负极材料

本文以聚苯乙烯球为模板,杨梅单宁/Cu2+混合物为前驱体,制备了三维有序多孔碳内嵌纳米Cu_2O-CuO(3D Cu_2O-CuO@C)锂离子电池负极材料。采用多种技术手段研究了3D Cu_2O-CuO@C结构形貌及其电化学性能。3D Cu_2O-CuO@C在电流密度为1.0 A·g-1的循环性能测试中,500次循环后其放电比容量为635.8 m A·h·g^(-1),表现出了高循环稳定性。在电流密度为8.0 A·g-1的大电流条件下,其放电比容量仍维持在173.4 m A·h·g^(-1),表现出了优异的高倍率性能。

三维多孔碳纳米材料用于烟用纸张中五氯苯酚的测定方法研究

目的 建立烟用纸张中五氯苯酚(PCP)的快速电化学测定方法。方法 基于沸石咪唑酯骨架(ZIF)的ZIF–8、ZIF–67具有相同的晶胞参数和同构性,以ZIF–8@ZIF–67为模板制备三维纳米多孔碳(NGPC)。利用NGPC的高比表面积以及优异的电子传递效率构建的传感器(记作NGPC/SPCE)对PCP具有很好的响应。结果 在0.86 V的检测电位下,NGPC/SPCE具有较高的灵敏度(2.452μA·cm^(-2)·L·mg^(-1))。传感器对PCP的检测具有良好的选择性。传感器对PCP检测具有较好的准确度和精密度。3个浓度梯度的回收率为95.7~98.6;6次测试结果的相对标准偏差为2.07%。传感器对PCP的检测具有较好的长期稳定性。同一传感器连续检测25 d后,仍保持原先88.1%的响应。结论 文中构建的传感器适用于对烟用纸张中PCP的检测,并能获得理想的检测结果。

三维纳米多孔石墨烯晶体管

本次研究证实，使用三维纳米多孔石墨烯的晶体管通过利用纳米多孔质结构，可以通过电场控制高度集成的大面积二维原子层的电子密度。在今后，使用石墨烯和二硫化钼，利用原子层的感光元件，以及高度集成的立体电路的实用化有望取得进展。与此同时，在使用石墨烯和其他原子层材料的“三维纳米多孔质结构”领域也有望诞生出新的材料。

基于普鲁士蓝电催化的三维多孔壳聚糖膜葡萄糖生物传感器的研制

利用电沉积方法对普鲁士蓝和壳聚糖/SiO2纳米粒子复合膜进行组装,用刻蚀法除去SiO2粒子,制备出孔径大小均匀的多孔壳聚糖/普鲁士蓝膜,这种三维多孔膜具有良好的微生物环境、比表面积大、孔隙率高,有利于负载更多的葡萄糖氧化酶,从而构建了一种灵敏度高、稳定性好、响应时间短、检测范围宽的葡萄糖生物传感器。

三维多孔支架材料PLLA／n-HA的体外生物相容性研究

目的研究三维多孔支架材料聚乳酸/纳米羟基磷灰石(PLLA/n-HA)的体外生物相容性,探讨其作为细胞培养材料和骨组织工程支架的可行性。方法将大鼠成骨细胞接种于PLLA/nHA复合支架上,体外共同培养后,CCK-8法检测大鼠成骨细胞增殖活性,荧光倒置显微镜、扫描电子显微镜下观察PLLA/n-HA复合支架材料表面和孔隙内细胞粘附情况。结果 CCK-8法检测显示实验组复合支架材料上细胞的增殖与空白对照组的差异无统计学意义(P>0.05);电镜观察到细胞在复合支架材料表面和孔隙内大量黏附、生长,并且随着共培养时间的增加,材料表面的细胞数量呈几何级增长。结论三维多孔支架材料PLLA/n-HA的生物相容性较好,可望成为一种性能良好的骨组织工程支架材料。

三维多孔Ni_(3)S_(2)电极的形貌调控及其储钠性能

为解决Ni_(3)S_(2)钠离子电池负极在循环过程中产生的体积膨胀、材料粉化及循环稳定性差的问题,以三维多孔镍为基底,通过控制水热时间调控了Ni_(3)S_(2)电极形貌,研究了不同微观形貌对其电化学性能的影响。结果表明:在短水热时间内,三维多孔Ni_(3)S_(2)电极趋向于生成纳米片阵列;随着水热时间的增加,纳米片逐渐卷曲为纳米管阵列,最终完全转变为纳米管阵列结构。纳米管阵列在循环过程中具有更稳定的结构,确保了电子和离子的高速传输。三维多孔Ni_(3)S_(2)纳米管阵列电极具有最优的长循环性能和倍率性能,在100 mA/g的电流密度下循环200次,比容量保持279.1 mA·h/g,保持率达到53.7%,远高于三维多孔Ni_(3)S_(2)纳米片阵列电极(26.6%)和三维多孔纳米片和纳米管复合形貌的Ni_(3)S_(2)电极(38.7%)。当电流密度增大到1.6 A/g时,三维多孔Ni_(3)S_(2)纳米管阵列电极仍可提供291.1 mA·h/g的比容量。

磷化钴封装在磷富集的三维多孔碳及其双功能氧电催化性能研究

能源和环境问题是制约人类延续和发展的首要问题,高效便宜的能源存储和转换装置吸引着广泛注意。基于便携式,功率密度高,无污染等,可充放电锌-空气电池(ZAB)被大量研究。然而,阴极的氧还原(ORR)和氧析出反应(OER)缓慢的动力学限制了ZAB的实际应用。开发电催化高效,便宜,高稳定性的双功能电催化剂至关重要,而其中将过渡金属和碳基材料复合是明智的决定。磷化钴(Co_(2)P)化合物已经广泛研究用作高效的OER催化剂,但是对于催化剂的ORR活性很少研究。在此,本论文通过简单热处理钴盐和植酸掺杂的k-卡拉胶复合物制备出磷化钴封装在磷掺杂的多孔碳(Co_(2)P-PCA-800)纳米催化剂。该催化剂具有3D分级多孔结构,表现出具有与商用Pt/C相当的半波电位(E_(1/2)) 0.84 V,从而满足了可充放电锌-空电池需求。同时,我们还制备了磷掺杂的多孔碳(PCA)和钴掺杂的多空碳(Co-CA),对比了结构形貌对性能的影响。结果表明,具有完整的多孔结构,在每个位点的阻抗更一致,从而会有更多的有效活性位点。高效的ORR和OER活性主要归功于3D蜂窝分层多孔结构和正电荷磷化钴(Co_(2)P)纳米颗粒的协同作用。此外,蜂窝状3D孔结构不仅利于传质和加快电子传输也保护了磷化钴,让其更稳定。最后,我们组装了可充放电锌-空气电池用Co_(2)P-PCA-800作空气阴极催化剂。相比贵金属,该催化剂组装的ZAB具有接近的充放电性能和能量密度以及更高的比容量和更好的稳定性。这项工作也为解决能源和环境问题提供了新思路。

三维有序金掺杂纳米TiO_2修饰电极用于抗肿瘤药物与DNA相互作用的研究

利用模板法在氧化铟锡(ITO)电极表面制备了三维有序多孔结构的金掺杂纳米Ti O2薄膜修饰电极(3DOM GTD/ITO),并在此修饰电极上成功固定小牛胸腺DNA(ct DNA),从而构建了一种新型的DNA生物传感器(DNA/3DOM GTD/ITO),并通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)对修饰电极的表面形貌进行表征。采用电化学交流阻抗(EIS)法研究了ct DNA在3DOM GTD/ITO修饰电极表面的固定情况,结果表明,ct DNA已被成功地固定在3DOM GTD/ITO修饰电极表面。采用循环伏安法、微分脉冲伏安法等电化学方法研究了抗肿瘤药物槲皮素(Qu)在3DOM GTD/ITO修饰电极表面的电化学性质及与ct DNA的相互作用。结果表明,Qu在3DOM GTD/ITO修饰电极表面有1对准可逆的氧化还原峰,其氧化还原反应为2电子和2质子的转移过程。Qu可与固定在修饰电极上的ct DNA发生较强的结合作用,其结合常数(K)为3.61×106L/mol。循环伏安实验、紫外-可见吸收光谱、分子荧光光谱、圆二色性光谱均表明Qu与ct DNA之间的相互作用模式为嵌插作用。Qu与ct DNA的碱基结合具有序列选择性,对Qu与聚(d G-d C)及聚(d A-d T)的结合常数进行计算,得到结合常数比K(d G-d C)/K(d A-d T)=3.5,表明Qu与ct DNA发生嵌插作用时更倾向于结合在GC富集区域。

银纳米树突/石墨烯/铜箔增强拉曼基底用于饮用水中微塑料检测

随着全球塑料产品的生产和增加,微塑料污染问题日益受到关注,因此,对于微塑料的监测,就显得尤为重要。本文提出的以石墨烯为纳米间隔的银纳米树突/石墨烯/铜箔SERS基底,具有三维多孔的结构,有利于大分子纳米颗粒进入纳米间隙;同时,在激光激发下,这些纳米间隙间产生强大的“热点”,增加了被检测纳米颗粒的拉曼信号。因此,该SERS基底可以很好的应用于饮用水中100 nm级别聚苯乙烯微塑料的检测。我们通过控制反应时的电流的大小不变,改变反应时间来得到不同的银纳米结构,然后再对基底的灵敏度以及均匀性展开研究,不断优化制备条件,当电沉积时间为15 s时,得到了一种可以用于饮用水中聚苯乙烯微塑料检测的SERS基底,最低检测浓度可达到100μg/mL。因此,制备得到的该SERS基底可以广泛应用于食品安全等领域的SERS检测。

纳米多孔金气凝胶的制备及其SERS性能

以三乙酸纤维素为模板,结合溶胶凝胶法和模板法快速制备出金气凝胶。该金气凝胶具有独特的三维纳米多孔结构,金属韧带均匀。在压片机中施加1 MPa的压力制备金气凝胶圆盘基底,使用激光共聚焦显微拉曼光谱仪进行拉曼测试并分析其基底的拉曼增强能力。测试结果表明:金气凝胶基底不仅具有超低浓度检测应用方面的巨大潜力,并且在相同浓度的检测中该基底所显示的拉曼信号是传统多孔金薄膜的3倍,展示了优良的表面增强拉曼散射(SERS)的能力。

氮掺杂空心碳纳米球嵌入氮掺杂石墨烯负载钯纳米粒子作为甲酸氧化的高效电催化剂

低成本、高活性、耐久性好的高效电催化剂对直接甲酸燃料电池的应用起着至关重要的作用。本文采用简单经济的方法,研究了以三维层状多孔结构嵌入氮掺杂石墨烯(NG)的氮掺杂空心碳纳米球(NHCN)负载Pd纳米粒子作为直接甲酸燃料电池催化剂。由于具有独特的氮原子掺杂三维互联层状多孔结构,Pd纳米颗粒尺寸较小的Pd/NHCN@NG催化剂具有较大的催化活性表面积、优越的电催化活性、较高的稳态电流密度和较强的抗CO中毒能力,明显超过传统的Pd/C、Pd/NG和Pd/NHCN催化剂对甲酸电氧化的催化性能。通过优化HCN/GO比,当HCN/GO质量比为1∶1时,Pd/NHCN@NG催化剂对甲酸的催化氧化性能最佳,其活性是Pd/C的4.21倍。本工作开发了一种优越的碳基电催化剂载体材料,为燃料电池的发展带来了广阔的应用前景。

基于三维导电网络多孔敏感层的柔性电阻式应变传感器

柔性应变传感器在人体运动检测、人机交互等可穿戴领域应用潜能巨大。设计了一种基于三维导电网络多孔敏感层的柔性电阻式应变传感器。基于炭黑(CB)/石墨烯纳米片(GNP)/热塑性聚氨酯(TPU)导电复合材料构成敏感层的三维导电网络。采用非溶剂致相分离法诱导TPU的分离在敏感层内部制造多孔结构。由于高效的协同导电网络和多孔微结构的有效结合,传感器具有较高的灵敏度(应变系数最大为40.66)、较宽的拉伸范围(ε=0~25%)和良好的循环拉伸可靠性。实验表明,该传感器的电阻输出变化在检测手指弯曲/恢复过程中具有较好的对称性,在智能可穿戴领域展示出潜在的应用价值。

PCL-PEG-PCL三维纳米纤维支架的制备及其吸湿性能评价

为得到一种具备优异吸湿性能的静电纺纳米纤维医用敷料,通过将PCL-PEG-PCL纳米纤维膜进行均质分散、冷冻干燥和热处理,重组并制得具有立体多孔结构的PCL-PEG-PCL三维纳米纤维支架,考察不同冷冻条件下PCL-PEG-PCL三维纳米纤维支架的纤维形态、孔结构及吸湿性能,得到理想的冷冻条件是-196℃液氮速冻15 min,所制得的PCL-PEG-PCL三维纳米纤维支架具备最佳的吸湿性能,吸水率达21. 3 g/g、失重率仅2. 0%,可作为制备理想的医用敷料材料用于创面愈合。

采用纳米多孔金属电极制造高性能燃料电池

美国佐治亚州技术研究所最近公布，他们开发成功了一类新型纳米多孔金属电极，使用这种新型三维电极后能够使燃料电池、蓄电池和传感器的性能提高。这种自支承多孔金属电极在其制造过程中往铜基体上沉积铜、锡或铜一锡合金时由于产生氢气而形成互相连接的小孔复合网络。