具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂研究进展

水中的细菌会对环境和人类健康造成一定的威胁,而传统的杀菌剂存在二次污染和稳定性差等问题,因此寻求更加高效、环保和可靠的细菌灭活方法,逐步替代传统消毒方式,已经成为水处理领域的重要研究方向。近年来,众多学术研究者积极探索具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂,这些材料基于天然高分子化合物如壳聚糖、淀粉和木质素等,不仅表现出环境友好、广泛来源和可再生的特性,还具备极高的改性潜力以满足复杂的实际应用需求。本综述详细阐述了近15年来具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂领域的研究进展及应用现状。内容包括基材、改性方法、接枝单体、絮凝性能及机理、抗菌性能及机理等各个方面。此外,展望未来的研究方向,探讨如何进一步优化这些高分子絮凝剂的性能,以满足日益复杂的水处理需求,同时为未来的研究提供学术性观点。为进一步探索具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂的学术研究提供深刻的内涵和理论支持。

“新工科”背景下专业课教学的思考与探索——以“天然高分子改性材料及应用”课程为例

“新工科”建设背景下为大学工科专业课程教学输入新动力和新启发。天然高分子是取之不尽、用之不竭的可再生资源,天然高分子及其改性产物可作为替代石油为原料的聚合物产品。天然高分子材料在使用后可生物降解,属于环境友好材料,在资源和环境领域都有重要的研究和利用价值,符合党的二十大精神,符合习近平总书记关于教育的重要论述和新发展理念。本文从课程内容的改造升级、学科专业发展前沿成果的融入及课程思政三方面思考与探索实践,面向为国育才的目标,促进学生对专业知识基础与前沿、本课程与前序课程学习的融会贯通,构建有机统一的专业知识和能力架构体系。

天然高分子基角膜修复材料力学性能研究进展

由于盲人数量庞大、可供移植的捐赠角膜供不应求,人工角膜逐渐成为研究热点,但人工角膜常因力学性能不足而发生植片撕裂,为克服这一问题,国内外研究者开展了一系列研究工作尝试改善人工角膜的力学性能。文章针对胶原蛋白、明胶、丝素蛋白以及壳聚糖这4类常见的天然高分子基角膜修复材料的力学性能相关进展进行了总结。结果发现,通过光交联、热交联等物理方法,1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)交联、京尼平或戊二醛交联等化学方法以及其他复合方法都可以显著提升角膜材料的力学性能,但这些方法仍存在一些不足之处。因此,进一步开发高质量人工角膜至关重要,文章通过归纳总结希望能够为角膜修复材料的力学性能提升研究提供一些参考和思路。

分子动力学模拟预测天然气密度和黏度的可行性研究

天然气作为相对清洁、低碳的能源,在我国的一次能源消费占比持续增长,其物性的精准预测对天然气集输利用过程分析至关重要。通过收集文献中天然气在不同温度和压力下的物性实测数据,对比分析了分子动力学模拟和常用经验模型计算天然气密度和黏度的预测精度,明确了不同组成天然气适用的最佳物性预测模型。结果表明,分子动力学模拟在预测天然气黏度方面具有较强的适用性,尤其是在高温高压条件下,当温度为444.4 K时,平均相对误差小于5%;天然气密度则采用现有相对成熟的经验模型更合适,而采用分子动力学模拟方法的几种力场模型预测其精度均不高;天然气密度和黏度预测模型的预测精度,不仅受温度和压力范围的影响,还与天然气组成有关。

凝胶渗透色谱测试天然橡胶相对分子质量及分布的优化方法建立

为摸索凝胶渗透色谱仪器测试条件对天然橡胶相对分子质量及分布测试结果的影响,利用凝胶渗透色谱对同一天然橡胶样品进行分子量及分布测试,确定了最佳的凝胶渗透色谱测试条件:检测器为示差折光检测器,流动相为四氢呋喃,流速为1.0mL/min,柱温和检测器温度为40℃,进样体积为30μL。将其运用在不同品种天然橡胶样品的测试分析中,结果表明该方法准确度高(>98%),重现性好(RSD<5%),为今后利用凝胶渗透色谱仪测试天然橡胶相对分子质量及分布测试提供了试验指导和理论基础。

加工工艺对天然橡胶分子结构和性能的影响

研究加工工艺对天然橡胶(NR)分子结构和性能的影响。采用2种新的加工工艺制备NR,即采用酶辅助微生物凝固+造粒+低温干燥工艺制备NR(HJ)和采用酶辅助微生物凝固+造粒+双螺杆机挤出干燥工艺制备NR(JC)。试验表明,与传统加工工艺NR(SCRWF和SCR20)相比,HJ的杂质质量分数和灰分质量分数最小,氮质量分数最大,HJ胶料的塑性保持率最大,HJ硫化胶的炭黑分散性最佳,拉伸强度最大,耐热空气老化性能最好,HJ的橡胶分子结构和性能优于SCRWF和SCR20。

基于天然大分子的食品水凝胶递送体系及释放机制和模型

基于天然大分子的水凝胶已被广泛用做食品功能成分的封装和递送载体。与合成高分子相比,天然大分子具有功能多样性、生物相容性、生物降解性、特异性相互作用以及易于改性等优势,在改善生物活性物质的分散性、化学稳定性,并提高其生物利用率等方面发挥重要作用。该文概述了由天然大分子制备的食品水凝胶递送系统,详细讨论了食品水凝胶递送系统中食品功能物质的释放机制和模型,并探讨了这些模型对食品功能性物质释放行为的预测及在载体设计优化方面的应用。

天然高分子多糖在药物传递领域中的应用

天然高分子多糖因具有良好的生物相容性、可降解性、易修饰性和无毒等特点而成为制备超分子纳米药物载体的极佳选择之一。在载体构筑过程中,二硫键、硼酸酯键和碳氮键等动态共价键的引入不仅提高了药物的负载量,还增强了纳米载体的生物相容性,并为载体提供了刺激响应位点,使其在药物传递过程中可以通过pH、光和酶等刺激实现药物的靶向释放,使药物传递体系更加智能、便捷和可控。本文从天然高分子多糖类型、动态共价键类型、刺激响应类型以及天然高分子多糖载体的临床适应症类型这四个方面综述了天然高分子多糖在药物传递领域中的应用,并对其当前面临的主要挑战和未来的发展趋势进行了总结和展望。

姜黄素天然高分子智能活性包装膜研究进展

随着人民大众对食品安全和质量的要求不断提高,食品保鲜技术得到了迅速地发展,其中食品智能活性包装膜成为研究的重点。姜黄素是从姜黄根茎中提取分离得到的黄色多酚类化合物,是一种具有抗菌、抗氧化、pH响应性等特点的中药化学成分,研究人员根据姜黄素的特性研发了一系列负载姜黄素的智能活性包装膜。高分子材料因良好的力学性能、可降解性和生物相容性越来越受到研究者的关注,已被广泛作为智能活性包装膜的基材。该文对负载姜黄素的天然高分子智能包装膜或活性包装膜在食品保鲜领域中的应用进行综述,为中药化学成分姜黄素在食品保鲜领域中的进一步开发和应用提供一定的参考。

改性纳米二氧化硅对天然橡胶机械性能的影响:实验与分子模拟

分别使用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AMI)改性前与改性后的纳米二氧化硅(AMI-二氧化硅)对天然橡胶(NR)进行增强,并通过实验与分子模拟相结合的方式探究了2种NR纳米复合材料的力学性能和结合能。结果表明,AMI-二氧化硅对NR的增强效果更好;AMI-二氧化硅在NR中的分散性更好,有效接触面积更大,更有利于应力传递,因此AMI-二氧化硅/NR纳米复合材料的力学性能更好。

PBAT与天然高分子共混的研究进展

聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是一种可完全生物降解的合成聚酯,其力学性能较佳,因此被广泛应用于地膜、购物袋和淋膜纸等产品中。然而PBAT价格较高,难以靠市场的自发推动得到广泛应用。为了降低成本,除了添加诸如碳酸钙之类的填料外,还可将PBAT与其他生物可降解高分子材料共混改性。PBAT与天然高分子共混不仅可以改善产品性能,而且能降低成本,变废为宝,实现生物质废弃物的高值利用。通过对近年来PBAT与天然高分子共混的研究进展进行综述,并对该领域的未来发展进行展望,以期为开发新型高性价比PBAT复合材料提供科学依据与借鉴。

天然高分子材料在人工骨膜领域研究进展

骨膜是人体骨骼系统中的一个重要组成部分,它是覆盖在骨头表面的一层血管化程度较高的结缔组织膜,在骨组织的发育和再生中起重要作用。鉴于天然骨膜数量有限,人工骨膜的研究与制备显得尤为重要。综述了天然高分子材料在人工骨膜制备中的应用,重点阐述了制备人工骨膜的天然高分子材料种类、制备方法和研究进展。总结发现:天然高分子材料(如丝素蛋白、胶原和壳聚糖等)展现出优异的生物相容性和可降解性,能有效促进细胞黏附和增殖,可通过溶液浇铸法、静电纺丝法和冷冻干燥法等方法制备人工骨膜,为骨组织再生提供了新途径。最后探讨了天然高分子人工骨膜在骨组织再生中的应用前景,并探讨了未来的研究方向。

天然高分子自组装包埋单细胞在生物医学领域的应用

利用层层自组装法制备天然高分子功能材料,具有操作简单、反应条件温和、壳层结构易调等特点,近年来已成为热点研究方向之一。基于此,本综述总结了利用淀粉、壳聚糖、海藻酸钠、明胶、纤维素等天然高分子,通过层层自组装法制备单细胞壳层的策略,讨论了自组装过程对细胞活性、pH耐受性等性能的影响,为固定化细胞在生物医学领域中的应用提供参考。

天然高分子材料对卷烟包灰性能的影响

为考察天然高分子材料的种类及添加量对卷烟包灰性能的影响,利用图像分析法测定添加天然高分子材料后卷烟的包灰值、灰度值、碳化圈宽度、锥高和锥顶角,采用单因素方差分析、简单相关分析研究天然高分子材料与卷烟包灰性能之间的相关性,结合层次分析法对添加天然高分子材料的卷烟综合包灰性能进行评价。结果表明:1)与对照组相比,添加1.0%纤维素纳米纤维(CNFs)15μL的卷烟包灰值、灰度值最小,燃烧后卷烟灰柱裂口最少,颜色最白;添加1.5%改性纤维素纳米纤维(MCNFs)15μL的卷烟碳化圈宽度最窄。2)CNFs的浓度与包灰值和碳化圈宽度都呈显著负相关,山药多糖浓度与包灰值呈极显著负相关;罗汉果多糖浓度与包灰值、灰度值呈显著负相关。且卷烟包灰性能的好坏是各个包灰指标综合的表现。3)对包灰指标进行梯度划分,结合层次分析法得到卷烟包灰指标综合性能得分,由结果可知,添加1.0%CNFs15μL的卷烟包灰综合性能得分较空白对照组明显升高,包灰性能最好。

低温分离技术在天然气分子筛脱水中的应用

以国内某终端的天然气脱水单元为例,介绍了低温分离技术在分子筛脱水装置中的应用。用循环水对脱酸后的原料气进行降温预分水,可以降低分子筛的脱水负荷和再生时间,从而降低分子筛干燥器的规格和分子筛的填充量。通过丙烷对再生气进行冷却脱水,可以取消再生气循环流程,将再生气直接混入外输干气中。该流程优化后,降低了装置的运行负荷,混合后的干气可以满足下游用户对水露点的要求,具有较好的经济性。

辽宁省天然产物活性分子开发及利用重点实验室顺利揭牌

2024年3月22日,辽宁省天然产物活性分子开发及利用重点实验室揭牌仪式在鞍山师范学院举行.辽宁省天然产物活性分子开发及利用重点实验室于2022年12月由辽宁省科学技术厅批准组建(辽科发[2022]59号),是鞍山师范学院获批的第一个省级重点实验室.重点实验室以国家发展需求为问题导向,响应东北地区全面振兴号召,积极发展多产业经济,以鞍山市域天然产物资源为研究对象进行开发利用.实验室通过搭建跨学科平台,实现资源共享,建立本科生、研究生培养和人才交流科研基地,促进科研发展和推进自主知识产权的创新成果转化速度,强化鞍山师范学院传统优势学科建设.

天然气脱水分子筛失效分析及故障诊断

分子筛用于天然气脱水是最有前途的工艺之一,但是该工艺存在一个严重问题,就是分子筛的脱水能力会随着使用时间的增加而急剧下降。通过对pH值、热重、差示热重、扫描电镜等一系列实验研究,结果表明,分子筛的失效原因有4个方面:表面碱性被破坏;晶粒增大,发生团聚;孔内生成醇类、醚类和羊碳基硫化物等。

天然橡胶的相对分子质量对全钢载重子午线轮胎胎体胶性能的影响及其快速表征方法评价

研究天然橡胶(NR)的相对分子质量对全钢载重子午线轮胎胎体胶性能的影响,并使用不同方法对NR的相对分子质量进行表征。结果表明:NR的相对分子质量与胶料的门尼粘度呈正相关性,与胶料的门尼焦烧时间和自粘性呈负相关性;RSS3硫化胶的综合物理性能最优,10#标准胶硫化胶的综合物理性能最差;在一定区间内的NR相对分子质量与硫化胶的H抽出力呈强相关性;NR的塑性初值和门尼粘度只能粗略地表征NR的相对分子质量,复数粘度可以有效地表征NR的相对分子质量。

天然气分子筛脱水露点高原因分析及控制措施

哈一联天然气回收装置工艺系统主要由压缩机增压、分子筛三塔脱水、丙烷冷剂加膨胀机膨胀制冷和分馏稳定等工艺系统组成。该装置分子筛吸附塔脱水后的天然气水露点高,导致脱水后天然气的含水量较高,在进入后续流程冷箱时发生冻堵,造成装置无法正常运行。基于此,本文主要对分子筛塔吸附后天然气的水露点高的原因进行了分析,并提出了工艺技术改造与完善措施,实施后,分子筛吸附塔脱水后天然气水露点满足了深冷装置对水露点的工艺要求,确保了装置的平稳运行。

天然生物基高分子材料课程中的跨学科融合教学策略研究

随着科学技术的飞速发展,学科之间的交叉融合已成为推动知识创新的重要动力。特别是在天然生物基高分子材料领域,生物科学、材料科学、化学及工程技术的相互渗透,为材料的研发带来前所未有的机遇。因此,在天然生物基高分子材料课程中引入跨学科融合教学模式,能够提升学生的综合素质。本研究将对这一教学模式进行深入探讨,以期为相关教学提供一定的参考。