光谱法研究纳米二氧化硅(SiO_2)催化超声波照射对牛血清白蛋白(BSA)的损伤

利用紫外-可见(UV-Vis)光谱和荧光光谱研究了超声波照射激活纳米二氧化硅(SiO2)粒子对牛血清白蛋白(BSA)分子的损伤,并考查了超声波照射时间、纳米SiO2粉末加入量、溶液酸度和超声波照射功率等因素对BSA分子损伤程度的影响。结果表明,对于体系温度为(37.0±0.2)℃和浓度为1.0×10-5mol·L-1的BSA溶液,UV-Vis光谱显示,随着超声波照射时间,纳米SiO2粉末加入量,溶液pH值和照射功率的增大呈现出越来越明显的增色效应。然而,BSA溶液的荧光光谱却随着上述因素的增大呈现出越来越明显的猝灭现象。此外,还初步探讨了超声波照射激活纳米SiO2粒子对BSA分子损伤的机理,认为是声致发光或高热激发使纳米SiO2粒子产生.OH自由基,进而损伤溶液中的BSA分子。这一研究结果对声催化方法应用于临床治疗肿瘤以及纳米药物的开发具有一定的指导意义。

纳米二氧化硅/聚酰亚胺涂层改性聚丙烯隔膜

以聚酰亚胺（PI）作为粘结剂，利用纳米二氧化硅（Si02）颗粒对锂离子电池用聚丙烯（PP）隔膜进行陶瓷改性，得到PP／Si02复合隔膜。通过场发射扫描电镜、热收缩、交流阻抗及充放电实验等方法，对复合隔膜的热性能及电化学性能进行分析。制备的复合隔膜具有良好的耐热收缩性能，纳米颗粒间形成了高度发达的孔隙结构，150oC时的热收缩率仅为1．8％，可提高锂离子电池的安全性。30min涂层复合隔膜组装的LiC002／Li电池，以0．2C充电、0．5C放电，在2．75～4．20V循环，首次放电比容量为140mAh／g，高于PP隔膜组装电池的138mAh／g。

二氧化硅对UV固化聚氨酯丙烯酸酯树脂性能的影响

本文以聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚物为基体,通过加入二氧化硅(SiO2)、光引发剂、稳定剂制备了紫外光(UV)固化PUA树脂。研究了未处理SiO2、煅烧处理SiO2、表面改性SiO2及其用量对UV固化PUA树脂性能的影响。结果表明,未处理SiO2对树脂性能提高幅度较小,表面改性SiO2效果最好;当加入15%表面改性SiO2时,UV固化PUA胶膜的拉伸强度和硬度达到最高值,分别为8.3 MPa和95邵氏A,同时耐水性也较好。

粒径可控纳米二氧化硅微球的制备

采用改进的Stober法,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙醇为溶剂,氨水为催化剂制备出单分散性好、粒径大小可控的纳米二氧化硅颗粒,并通过单一因素法研究了搅拌速度、正硅酸乙酯、氨水及水的用量对颗粒粒径的影响。利用扫描电镜(SEM)对微球的粒径和形貌进行了表征。结果表明,随着搅拌速度、TEOS及氨水的用量增加,生成的Si O微球粒径2逐渐增大,随着二次水用量的增大微球粒径呈先增后减的趋势,并且在不加水或者氨水的用量小于2.5 mL时,生成的二氧化硅微球单分散性较差。

Wnt5a正反馈调控二氧化硅诱导的小鼠肺泡巨噬细胞铁死亡

目的探讨Wnt5a信号在二氧化硅诱导的小鼠巨噬细胞铁死亡过程中的调控作用。方法设置C57BL/6小鼠生理盐水组和二氧化硅处理组,收集支气管肺泡灌洗液(BALF)。免疫荧光细胞化学染色法检测小鼠BALF细胞Wnt5a、核因子κB p65(NF-κB p65)和Toll样受体4(TLR4)蛋白的表达;ELISA检测小鼠血浆和BALF上清白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)的水平。体外培养小鼠RAW264.7巨噬细胞,Western blot法检测(50、100、150、200、300)μg/mL二氧化硅刺激下RAW264.7细胞磷酸化的NF-κB p65(p-NF-κB p65)、Wnt5a、含pyrin结构域核苷酸结合寡聚结构域样受体家族蛋白3(NLRP3)、裂解型胱天蛋白酶1(c-caspase-1)、消皮素D(gasdermin D)以及铁死亡蛋白谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶1(NOX1)和转铁蛋白(transferrin)的表达;CellROX~?荧光探针负载法检测活性氧(ROS)的水平;实时荧光定量PCR检测Wnt5a、IL-6、IL-10以及TNF-α的mRNA表达水平;采用Wnt5a重组蛋白和小分子拮抗剂BOX5分别激活和抑制Wnt5a信号,观察Wnt5a信号在铁死亡发生过程中的调控作用。结果二氧化硅刺激激活小鼠肺泡巨噬细胞和RAW264.7小鼠巨噬细胞Wnt5a信号及相关炎性信号,释放炎性因子IL-6及TNF-α,抑制铁死亡调控因子GPX4的表达;激活Wnt5a信号协同二氧化硅作用进一步下调GPX4的表达,促进二氧化硅诱导巨噬细胞铁死亡,而Wnt5a抑制剂BOX5减缓二氧化硅的抑制GPX4作用。结论Wnt5a信号在二氧化硅诱导的小鼠巨噬细胞铁死亡发生过程中具有正反馈调控作用。

石墨负极涂覆二氧化硅的锂离子电池性能

采用刮刀涂布法,在石墨负极表面涂覆二氧化硅(SiO2)纳米颗粒涂层,并与以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和锰酸锂的混合物为活性材料的正极组装成电池。SiO2涂层处理的锂离子电池容量提升1.2%,常温和高温45℃容量保持率提升约3%,循环测试的库仑效率平均提高0.7%;3 C/10 V的过充测试和针刺测试均无普通电池所发生的起火和爆炸;虽然内阻稍有增大,但1.5 C放电率仍比普通电池高。

纳米二氧化硅用于LR6电池

通过在溶胶-凝胶法制备二氧化硅(SiO2)的过程中滴加γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(MPMS),制得改性SiO2。透射电镜和红外光谱分析表明:制备的SiO2粒子为单分散性、粒径均一的纳米球形颗粒。将产物用作LR6电池添加剂,测试电池的电性能、高温贮存性能和防漏性能。纳米SiO2粒子对新电性能的影响不大,但能提高电池的高温贮存性能和防漏性能。当正极中SiO2添加量为0.6%时,60℃高温贮存20 d,综合电性能提高6%;60℃高温、90%湿度贮存60 d,漏液率降低62%。

二氧化硅复合纤维毡真空绝热板的制备技术研究

文中采用纳米二氧化硅(SiO_(2))与玻璃纤维毡复合材料作为芯材,制备了一种可用于建筑墙体保温的SiO_(2)复合纤维毡真空绝热板(VIP),重点研究了SiO_(2)含量、纤维毡密度、芯材复合方式及芯材成型工艺对VIP结构稳定性、导热系数等性能的影响。最终制得导热系数在0.0046~0.0059W/(m·K),膨胀率在4%~6%,结构稳定性强的真空绝热板。

p38 MAPK信号通路调控二氧化硅诱导的人支气管上皮细胞上皮-间质转型

目的探讨p38 MAPK信号通路在二氧化硅(SiO2)诱导人支气管上皮细胞(human bronchialepithelial cells,HBE)上皮-间质转型(epithelial-mesenchymal transition,EMT)中的作用机制。方法采用MAPK活性检测试剂盒检测SiO2处理HBE细胞不同时间点p38活性改变;Western Blot检测矽尘诱导的HBE细胞E-cad、α-SMA和Vi mentin蛋白表达的改变。结果 SiO2作用于HBE细胞能诱导p38激酶活化,于30 min开始出现p38磷酸化水平增高,之后逐渐减弱;干预实验后免疫印迹结果显示,SB203580(30μmol/l)+SiO2(200μg/ml)干预组E-cad蛋白表达水平为SiO2(200μg/ml)处理组的(1.77±0.26)倍(P<0.05),α-SMA和Vi mentin表达减少,抑制率分别为34.67%和55.44%(P<0.05)。结论 SiO2在刺激HBE细胞发生EMT中能够激活p38;p38 MAPK信号通路调控SiO2的人支气管上皮细胞上皮-间质转型。

乙烯基三乙氧基硅烷表面改性纳米SiO_2

采用硅烷偶联剂A-151处理的纳米二氧化硅(SiO2)粒子,具有良好的疏水性,并且反应副产物没有腐蚀性,有利于保护设备和环境。对改性前后纳米SiO2的表面进行研究,证明该工艺能够实现纳米SiO2的表面改性,能够有效分散纳米SiO2聚集体。红外光谱分析表明,A-151确实已经和纳米SiO2表明的羟基发生了化学反应。

高长径比管式反应器内壁SiO_2与TiO_2钝化层的原子层沉积制备及抗积碳性能

采用原子层沉积技术(ALD)在不锈钢微通道管式反应器内壁沉积二氧化硅(SiO_2)和二氧化钛(TiO_2)薄膜,以抑制碳氢燃料热裂解过程中由于金属催化作用导致的结焦.使用石英晶体微天平(QCM)测得SiO_2和TiO_2薄膜的生长速率分别为0. 15 nm/周期和0. 11 nm/周期,因此可以通过改变沉积周期数精确控制钝化层的厚度.在结焦实验中,当钝化膜层较薄时,其抗积碳钝化作用较弱;随着钝化薄膜厚度的增加,其钝化作用逐渐增强,微通道反应器的运行寿命显著延长.实验表明,TiO_2薄膜的抗积碳钝化性能普遍优于SiO_2薄膜.沉积周期数为1000的TiO_2膜层具有最佳的抗积碳钝化效果,能够使反应器的运行时间延长4～5倍.

纳米SiO_2在PMMA口腔义齿修复材料中的应用基础研究

目的:研究二氧化硅(SiO2)纳米颗粒对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)义齿材料的影响,为研制性能优越的纳米义齿复合材料提供基础理论依据。方法:采用气流分散法将一定浓度比例的SiO2纳米颗粒在PMMA义齿材料中进行分散,将所得的PMMA/SiO2纳米义齿复合材料以及未添加SiO2纳米颗粒的普通PMMA义齿材料分别按照临床制作义齿的方法进行聚合,制作成力学性能测试的标准试件,对各组试件的抗弯强度、拉伸强度、硬度、摩擦磨耗性能等力学参数进行测试,对实验数据进行统计学分析。结果:添加SiO2纳米颗粒浓度为3%(wt%)的PMMA/SiO2纳米义齿复合材料与普通PMMA义齿材料相比,力学性能均有不同程度的提高(P﹤0.01)。结论:无机纳米粒子填充聚合物材料能提高材料的力学性能。把SiO2纳米颗粒添加到PMMA义齿材料中制成PMMA/SiO2纳米复合材料,可使材料的抗弯强度、拉伸强度、硬度及耐磨性等力学特性明显提高,获得性能优异的纳米义齿复合材料。

SPSF/PWA/SiO_2复合质子交换膜的制备与性能

用磷钨酸(PWA)和纳米二氧化硅(SiO2)对磺化双酚A聚砜(SPSF)进行掺杂并制膜,对膜的结构、质子传导率、热稳定性、溶胀度和机械性能等进行了研究.结果表明,PWA和SiO2的加入可以有效提高SPSF膜的质子传导率和使用温度、降低SPSF膜的溶胀度,同时使SPSF膜的热稳定性和机械性能略有下降.

长直SiO2纳米线的制备和结构表征

采用磁控溅射法,以Si粉和溅金Si(111)为原料,加入C粉,在Si(111)衬底上制备无定形SiO2纳米线。首先,在Si(111)衬底上分别溅射厚度为18和36 nm的Au。然后,在1 100℃条件下处理80 min。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射方法 (XRD)等测试手段对退火后的SiO2纳米线的表面相貌、微观结构进行分析。结果表明,反应后有大量长而直的SiO2纳米线生成。而且随着溅射Au厚度的增加,SiO2纳米线的数量增多,且长度更长。这表明,SiO2纳米线的生长与溅射Au的厚度密切相关。

层层自组装SiO2阻燃棉织物的制备及其性能

以SiO 2为阻燃剂,通过层层自组装(LBL)的方法对棉织物进行阻燃整理。研究制备过程中SiO 2浓度、反应温度和pH值等参数对处理后棉织物阻燃性能的影响,对整理前后织物的结构、阻燃性能、力学性能和透气性进行了表征。结果表明,经SiO 2阻燃整理的棉织物具备较好的阻燃性能、力学性能和透气性。

流延法制备的SPEEK/SiO_2/SiWA复合膜

用流延法制备了磺化聚醚醚酮(SPEEK)/二氧化硅(Si O2)/硅钨酸(Si WA)复合膜,并分析了复合膜的形貌、质子传导性能、阻醇性能及溶胀性能。m(SPEEK)∶m(Si O2)∶m(Si WA)=70∶10∶20的复合膜性能良好:在90℃时的质子传导率为0.018 S/cm;在30℃和90℃时的甲醇渗透率分别为3.4×10-8cm2/s和5×10-7cm2/s;温度从30℃升高到80℃,吸水率仅增加了17.9%,溶胀率仅增加了0.9%;Si O2和Si WA在复合膜中分散均匀,颗粒细小,没有团聚。

RPUF用rGO/SiO2气凝胶阻燃涂层制备及性能研究

为改善聚氨酯硬泡(RPUF)的易燃特性,提升其火灾安全性,采用溶胶-凝胶法将还原氧化石墨烯(rGO)与二氧化硅(SiO2)气凝胶结合制备出复合rGO/SiO2气凝胶,与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复配后涂敷于RPUF表面,制备涂层阻燃RPUF;采用扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱分析rGO/SiO2气凝胶的形貌结构;通过热重和垂直燃烧测试研究涂层阻燃RPUF的热解行为和阻燃性能;探究不同rGO含量对阻燃性能的影响,揭示涂层阻燃机制。结果表明:气凝胶涂层高温下残炭率高,热稳定性优异,能够抵抗热量侵蚀;其中0.05%rGO/SiO2涂层阻燃RPUF到达V-0级别,表现出快速的自熄性能。气凝胶涂层可以作为高效物理屏障,阻断或延缓传质传热过程。

亚微米间距PECVD填隙工艺研究

将半导体制造中常规的等离子增强化学气相淀积(PECVD)SiO_2工艺和等离子反应离子刻蚀(RIE)SiO_2工艺结合起来,利用三步填充法实现亚微米间距的金属间介质填充制作。此方法有效解决了常规微米级等离子增强化学气相淀积工艺填充亚微米金属条间隙的空洞问题。实验结果表明,在尺寸大于0.5μm的金属条间隙中没有发现介质填充的空洞问题。空洞问题的解决,使得"三步填充法"的介质填充技术在工艺中能够实用化,并应用到亚微米多层金属布线工艺当中。

基于PECVD的TSV深孔绝缘层沉积工艺优化

研究了基于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法的硅通孔(TSV)中(孔径5μm,深宽比10∶1)二氧化硅(SiO2)薄膜的生长技术。分析了低频功率、腔室压力和分步沉积次数对TSV深孔SiO2膜层覆盖率的影响。实验结果表明,深孔内底部的膜层覆盖率最高,孔内拐角处的膜层覆盖率最低。在低频功率为300 W、腔室压力为1.6 Torr (1 Torr=133.3 Pa)、分步沉积8次时,孔内最薄处的拐角覆盖率由2.23%提高到了4.88%,有效提高了膜层的覆盖率。最后,对膜层的击穿电压、漏电流、表面应力和沉积速率进行了检测,结果表明在保证膜层电性能基础上,将深孔SiO2薄膜的沉积速率提高到了480.075 nm/min。

新型声表面波湿度传感器

为解决目前常用电容式湿度传感器存在的误差较大和一致性较差的问题,提出了采用常压化学气相淀积(APCVD)法制备的多孔SiO2膜作为吸湿材料的乐甫波声表面波(SAW)传感器感知湿度。基片采用42.75°旋转Y轴切割石英材料,乐甫波传播方向为[0°,132.75°,90°],SiO2湿敏膜厚度为0.5μm。实验结果表明:此湿度传感器灵敏度约为62 kHz/RH%,在相对湿度为50%时,最大湿滞约3%。测得的湿敏特性和迟滞特性表明,乐甫波声表面波湿度传感器线性度较好,实验证实该湿度传感器具有很好的应用前景。