限域石英纳米孔道实时监测点击化学反应

点击化学反应具有反应条件温和、高区域选择性等优点,被广泛应用于材料科学、药物科学、生物化学等研究领域。在单颗粒水平上,实时监测点击化学反应过程有助于揭示反应的各向异性及反应机理。本研究以具有电化学限域效应的石英纳米孔道作为传感器,对单个金纳米颗粒(AuNPs)上的点击化学反应进行了实时动态监测。在电渗流的驱动下,炔基化合物修饰的AuNPs进入孔道内部,在Cu+的催化下,AuNPs表面的炔基与金层上的叠氮基团发生点击化学反应,因此,AuNPs在孔道端部的滞留时间增长。相比于未发生点击化学反应时,反应过后“体积排阻效应”造成的阻断电流频率变大,阻断时间明显增长。因此,基于限域石英纳米孔道的分析方法为在单颗粒水平上实时动态监测化学反应提供了新的研究思路。

静电自组装碳纳米管/二氧化钛水泥基复合材料的自感知性能

基于体积排阻效应,采用导电性能优异的碳纳米管(CNT)和微尺度二氧化钛(TiO_(2))通过静电自组装技术制得CNT/TiO_(2)复合填料并将其与水泥基材料复合,有望发展具有优异自感知性能的水泥基复合材料。为此,对静电自组装CNT/TiO_(2)水泥基复合材料的电学性能及加载幅值、加载速率和含水率等不同环境条件下的自感知性能进行了研究,并分析了静电自组装CNT/TiO_(2)复合填料对水泥基复合材料电学性能和自感知性能的改善机制,最后对比了不同环境因素对自感知性能的影响规律。研究结果表明,当CNT的体积掺量为2.40vol%时,静电自组装CNT/TiO_(2)水泥基复合材料的电阻率降低了99.8%。在循环压缩荷载作用下,静电自组装CNT/TiO_(2)水泥基复合材料的最大电阻率变化率达到49.23%,应力灵敏度和应变灵敏度分别达到8.21%/MPa和812。当加载幅值、加载速率及含水率不同时,静电自组装CNT/TiO_(2)水泥基复合材料均表现出优异的感知性能,其中灵敏度随着加载幅值和加载速率的增加分别降低和提高,但最大电阻率变化率、应力灵敏度和应变灵敏度均随着含水率降低而提高。50℃全烘干状态时,静电自组装CNT/TiO_(2)水泥基复合材料的最大电阻率变化率、应力和应变灵敏度分别达到74.36%、12.39%/MPa和1350。不同环境因素对静电自组装CNT/TiO_(2)水泥基复合材料自感知性能的影响大小顺序为:含水率、加载幅值和加载速率。