软模板法聚苯胺微/纳米管的制备与表征

用化学氧化法中的软模板法,选择同时带有磺酸根(—SO3-)和羧酸根(—COO-)的酸性媒介深黄GG(AMY GG)为掺杂剂,制备出了具有一维微/纳米结构的聚苯胺(PANI)。运用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对产物的微观形貌进行了表征。当盐酸和苯胺摩尔比〔n(HCl)/n(ANI)〕分别为0.5、0.75和1时,得到聚苯胺微/纳米管结构。用傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射谱图(XRD)对产物的结构进行了表征,可以看出,AMY GG的两个功能基团—COO-和—SO3-已经掺杂到了聚苯胺分子链上;当n(HCl)/n(ANI)=1时所得产物XRD的衍射峰与其摩尔比为0.2、0.5时所得产物衍射峰有明显差别。

人血清白蛋白微/纳米管的制备及影响因素

以聚碳酸酯(polycarbonate,PC)为模板,聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)为连接剂,采用静电层层自组装技术制备了人血清白蛋白(human serum albumin,HSA)微米管和纳米管,讨论了溶液pH、离子强度、组装层数、沉淀清洗次数和模板孔径对组装效果的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线能谱仪(EDS)对蛋白质微/纳米管的结构和组成进行了表征。结果表明,溶液pH和离子强度是影响组装效果的关键因素,在HSA和PEI溶液pH分别为7.4和10.3,且PEI溶液不含NaCl的条件下组装得到的微/纳米管具有良好的中空开口管状结构;微/纳米管的外径由模板孔径决定;调节组装层数可控制管壁厚度,且组装层数越多,管壁越厚,由此可实现对微/纳米管内径大小的调控;为保证管状结构的完整性,避免较薄的管壁在模板溶解和真空干燥过程中造成破坏,PEI/HSA双分子层数应不少于3;采用极性胺基溶剂N,N-二甲基甲酰胺(N,N-Dimethylformamide,DMF)可较好地溶解PC模板从而释放管状物。

三氟乙酸掺杂的聚苯胺微/纳米管的制备和表征

三氟乙酸(TFA)为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,在氧化还原反应过程中,通过改变三氟乙酸和苯胺(An)单体的物质的量比([TFA]/[An]),实现了聚苯胺微/纳米结构的可控自组装。在较低的苯胺浓度下,即[TFA]/[An]=2或1时,聚苯胺形态为颗粒状;随着反应体系中苯胺浓度的升高,物质的量比[TFA]/[An]=0.5,0.25时,产物能形成聚苯胺微/纳米管,其外径大约为200 nm^300 nm,空心处内径大约为30 nm^80 nm,微/纳米管表面凹凸不平,存在圆球状聚苯胺颗粒。聚苯胺微/纳米管为掺杂态,在电子吸收光谱中,分别在350 nm附近和630 nm处出现吸收峰。聚苯胺微/纳米管的电导率为10-3S/cm^10-4S/cm。XRD结构分析表明,聚苯胺微/纳米管为部分结晶性材料。

微/纳米级有机空心粒子构造及功能应用研究进展

随着材料科学领域的不断发展,空心粒子因具有比表面积高、密度低、稳定性优异等诸多优势而在功能性材料中崭露头角,进而成为研究热点。本文首先介绍了空心粒子的基本类型,包括无机空心粒子、有机空心粒子,其中有机空心粒子因具有结构稳定、可修饰性强、易于调控、应用领域广等显著优势而备受学界关注。基于此,本文开展了对有机空心粒子的主要制备策略的论述,并对比分析了制备策略的优势及局限性;而后对微米级、纳米级以及微/纳多尺度结构有机空心粒子构造成形及形貌调控的研究进展进行了全面综述;最后,对微/纳米级有机空心粒子在药物载体、催化、传感、储能等领域的应用进展进行了细致阐述,并对其构造方式及发展趋势进行了展望。

钛表面微/纳米仿生结构的制备方法与生物学性能研究进展

目前种植体周围炎、临床愈合时间较长、种植体松动脱落等仍是钛及钛合金种植体面临的主要挑战。通过简单表面改性、水热法、阳极氧化法、微弧氧化法、等离子体电解氧化法、选择性激光熔融、激光蚀刻、生物活性涂层等表面处理方法在植入物表面构建多尺度仿生结构,能够提高表面生物活性,有效促进骨形成相关细胞的黏附、增殖和分化;钛表面微/纳米仿生结构的生物学性能包括促进成骨、调整骨免疫、促进血管生成、抗菌性能。

高光谱显微成像技术在微/纳米塑料分析检测中的新应用

随着塑料污染问题的日益严重,微/纳米塑料因其对生态环境及人体健康的潜在风险而备受关注,精准识别并鉴定复杂介质及生物体中的微/纳米塑料(以纳米塑料为主)已成为该领域深入发展的瓶颈。高光谱成像是一种前沿分析技术,能够对微/纳米颗粒、生物大分子等进行非破坏性、多组分检测,提供目标样品的空间信息和光谱特征,实现精确识别和定量分析。由于该技术在生物体无标记原位成像应用中的可行性,近年来在微/纳米塑料分析检测中展现出巨大的应用潜力。对高光谱显微成像技术的工作原理进行阐述,总结了该技术在生态环境、生物医学等不同科学领域及交叉学科的发展,重点分析了该技术在微/纳米塑料分析检测中的优势,系统综述了该技术在不同环境介质(如,水、大气)和生物体中微/纳米塑料检测的应用。最后,对高光谱显微成像技术未来的功能开发及研究方向进行了建议及展望,为建立并完善微/纳米塑料的精准识别与鉴定方法提供技术保障。

不同类型微/纳米铝粉点火燃烧特性研究

微/纳米铝粉在火炸药领域具有广泛的应用前景,为揭示其在推进剂中的燃烧机理,利用CO2激光点火装置对不同类型微/纳米铝粉点火燃烧性能进行了实验研究。研究结果表明:微/纳米铝粉配比中纳米铝粉含量越高,点火燃烧性能越好;80 nm铝粉的点火延迟时间稍大于120 nm铝粉,分析是由于活性铝含量降低其熔化所产生的内外压差变小所致。同时分析了微米铝粉与纳米铝粉的点火燃烧机理:经纳米镍粒子表面改性后微米铝粉点火燃烧性能有所改善,此时纳米镍粒子作为氧的载体;利用有机物包覆改性纳米铝粉,点火延迟时间增加,但结合其防止纳米铝粉氧化及自身能量性能两方面,采用含能聚合物包覆改性纳米铝粉仍具有很好的应用价值。

氧化亚铜微/纳米结构的形貌可控制备及光催化和防污性能

利用简便易行的液相法,采用葡萄糖为还原剂,通过调整加料方式、反应温度、NaOH用量等条件,实现具有{110}截面八面体、八面体和短足形等形貌的Cu2O微/纳米结构的可控制备,运用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计等对产物进行组成、结构、形貌和光响应的表征,对Cu2O的形貌结构和生长机理进行研究。对比和优化了具有不同形貌的Cu2O微/纳米结构对甲基橙染料的光催化性能。将不同形貌的微/纳米Cu2O作为防污剂复配的自抛光防污涂料,涂层磨蚀率、接触角与实海挂板实验证明该涂料具有良好的防污性能。

微/纳米制造技术的摩擦学挑战

评述了国内外航天、信息和军事等高技术领域中微/纳米制造技术的研究现状和发展趋势,介绍了微/纳米制造技术特征及其关键技术问题,揭示了当器件的尺度由毫米量级减小到微米甚至纳米量级时,微器件材料表面和界面的摩擦学(摩擦磨损及润滑)、力学和化学等及其控制方法是微/纳米制造研究中急需解决的关键技术问题.这些问题的解决对摩擦学研究提出了严峻挑战,新的摩擦学理论和技术的出现将为微/纳米制造技术的发展以及相关问题的解决提供保障.

微/纳米定位平台的动态特性分析与试验

为了分析微/纳传动平台的动态特性,应用拉格朗日方程,建立5自由度微/纳米定位平台的动力学模型,推导出固有频率及阶跃响应的解析式.采用有限元方法,仿真得到平台的前5阶固有频率和模态阵型.在不同驱动频率和不同加载下,分别进行静、动态试验,结果表明,平台的开环调节时间为0.812s;驱动频率为100Hz时,发生共振现象;加载小于10N时,平台具有较好的稳定性;动态试验得到压电陶瓷、电容传感器和平台的分辨率分别为4、10和45nm,且平台的重复定位精度为0.6μm.

微/纳米ZnO绒球的制备及光催化降解有机染料

以谷氨酸G氟硼酸（GluBF4）离子液体水溶液为反应介质,以物质的量比为1∶6的二水合醋酸锌[Zn（Ac）2？？2H2O]和NaOH为原料,室温下制备前驱体,再微波辅助加热制备了微/纳米ZnO粉体,获得了单一形貌较高比表面积微/纳米ZnO绒球.利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、比表面（BET）、能谱（EDS）等对产物进行了结构与性能表征.所得产物为六方晶系纤锌矿结构,绒球直径在1.6-3.0μm之间,粒径平均尺寸20.4nm,绒球比表面积为28.3m^2/g,产物纯度高,收率95.6%.该纳米材料在自然光下表现出较高的光催化活性和形态稳定性.分别配制浓度为10mg/L的100mL甲基橙（methyl orange,MO）、溴甲酚绿（bromocresol green,BG）水溶液,30mg纳米ZnO为光降解催化剂,太阳光激发下5h脱色率分别达74.3%和86.4%,重复利用5次,催化剂形貌不变、重量未发生变化。

相变储能微/纳米胶囊的制备及其在建筑中的应用研究进展

相变储能微/纳米胶囊在能源科学等领域发挥着日益重要的作用。本文系统介绍了相变微/纳米胶囊的制备方法,其中,相变储能微胶囊的制备方法主要包括界面聚合法、原位聚合法、凝聚法、悬浮聚合法等;相变储能纳米胶囊的制备方法主要包括细乳液聚合法和原位聚合法。着重阐述了相变储能微/纳米胶囊在现在建筑中的应用,主要是在混凝土、墙体、墙板及地板中的应用。提出目前存在的问题,如相变储能墙体在夏天高温时无法完成相变过程,及相应的解决方法。指出未来将以合成工艺优化、强化胶囊理化性能和改善与无机建筑材料相容为重点研究方向。

无机微/纳米粒子表面包覆改性技术

综述了无机微/纳米粒子表面包覆的形成机理,从有机和无机包覆两个方面阐述了无机微/纳米粒子表面改性技术的研究进展,对偶联剂改性、表面接枝聚合法、机械混合法、球磨法、溶胶-凝胶法等常用的包覆方法一一进行了介绍和举例,并提出了超细无机粒子的包覆改性中存在的几个亟待解决的问题。

微/纳米ZnO绒球的制备及对混合污水的光降解

以自制的谷氨酸-氟硼酸(GluBF4)离子液体水溶液为反应介质,以物质的量比为1∶6的二水合醋酸锌[Zn(Ac)2·2H2O]和NaOH为原料,室温(25℃,20min)制备前驱体,再微波辅助加热(80℃,10min)制备了纳米氧化锌粉体,获得了纳米结构微米尺寸ZnO绒球。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、能谱(EDS)等对产物进行了表征。结果表明,所得产物为六方晶系纤锌矿结构,粉体粒径20.4nm,绒球比表面积为27.6m2/g。该纳米材料具有较高的光催化降解有机污染物活性。以紫外光为光源,50 mg微/纳米ZnO绒球为光降解催化剂,取500mL北京雪莲羊绒股份有限公司排污口混合印染污水进行光降解实验,在30min内光降解效率达到了100%,催化剂可回收重复利用,并对光降解机理进行了初步分析。

微/纳米ZnO绒球的制备及其在自然光下催化降解有机染料性能（英文）

以谷氨酸氟硼酸(GluBF4)离子液体水溶液为反应介质,以物质的量比为1:6的二水合醋酸锌[Zn(Ac)2 2H2O]和氢氧化钠为原料,室温下制备前驱体,再微波辅助加热制备了纳米氧化锌粉体,获得了纳米结构微米尺寸纳米Zn O绒球.利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、比表面(BET)、能量色散谱(EDS)等对产物进行了表征.所得产物为六方晶系纤锌矿结构,粉体粒径20.4 nm,绒球比表面积为28.3 m2g–1,产物纯度较高,收率95.3%.同时探讨了纳米Zn O绒球生成的可能机理.该纳米材料在日光下显示较高的光催化活性和稳定性.分别配制浓度为10 mg L–1的100 m L甲基橙(MO)和甲基紫(MV)水溶液,30 mg纳米氧化锌为光催化降解催化剂,太阳光激发下5 h脱色率分别达到74.3%和96.9%;溶液总有机碳(TOC)含量随光降解的进行缓慢下降;光催化剂重复利用5次,催化剂形貌不变、颜色不变,质量基本未发生变化.

液相法制备超疏水ZnO微纳米阶层结构薄膜

利用简单的低温液相技术,通过氢氟酸(HF)调控反应溶液的pH值制备了具有微/纳米阶层结构的ZnO薄膜。对其接触角进行测量,结果表明该微纳米阶层结构不仅具有超疏水性,而且在真空紫外光照和暗室保存的循环作用下具有超疏水/超亲水可逆转变的特征。对HF不同加入量的ZnO形貌观察表明,反应溶液中的H+和F-对ZnO的形貌均具有重要作用:H+主要抑制ZnO沿c轴方向生长,F-能够促使ZnO从"棒"状变为"花球"形,从而使ZnO具有微/纳米结构相结合的阶层结构。当HF的浓度比较低时,H+起主要作用;浓度比较高时,F-起主要作用。这种新颖的微纳米结构及其特异的润湿学特性,将有助于该薄膜在微流体器件上的应用。

基于近场静电纺丝的微/纳米结构直写技术

基于近场静电纺丝（舾），研究了可用于柔性电子制造的微／纳米结构直写技术．构建了电极、收集板可协调运动的直写实验平台，分析了电纺丝参数对微／纳米结构直写过程的影响和直写参数间的匹配．通过缩短电纺丝距离实现对直写过程的控制，分别采用直径为25μm的实心探针针尖和内径为232μm的空心注射针尖作为电纺丝喷头，可有序地直写出直径为50—500nm的纳米纤维和线宽为1—8μm的微米结构．实验结果表明：微米结构线宽随收集板速度和PEO溶液浓度的变大而变大；直写工作电压随收集板运动速度的变大而减小，随电极至收集板距离的增加而变大．协调电极与收集板运动速度，平行直写微米结构间距可控制在100-180μm之间．

水/离子液体界面聚合法制备聚苯胺微/纳米纤维

没有外加质子酸的条件下,以过硫酸铵作氧化剂,水和离子液体作为两相,采用"界面聚合法"成功制备出导电聚苯胺纳米纤维(d=100～190 nm),界面体系所使用的溶剂都为绿色溶剂,对环境无污染,实现了对传统界面聚合的改进。发现[APS]/[An]的比例,去离子水的加入以及搅拌时间对产物的形貌有重要影响。通过FTIR,UV-Vis,XRD进行了结构表征,证实所得的聚苯胺纳米纤维为掺杂态。

微/纳米气泡臭氧水对尖孢镰刀菌的杀灭效果研究

为了探索绿色、无残留、无污染的土壤消毒新方法,研究了微/纳米气泡臭氧水的性质及其对尖孢镰刀菌的杀灭效果。将尖孢镰刀菌番茄专化型病原菌(Fusarium oxysporum f.sp.lycopersici)配成孢子浓度为2.4×104个·m L-1的菌液后,通入微/纳米气泡臭氧水,对病原菌进行灭菌试验,研究灭菌效果及规律。在此基础上,将培养的尖孢镰刀菌均匀喷洒在营养土中,每7d浇灌1次微/纳米气泡臭氧水灭菌,连续浇灌3次,以自来水为对照。试验结果表明:当水中臭氧浓度为7.3mg·L-1、接触时间2 min时,对孢子浓度为2.4×104个·m L-1的尖孢镰刀菌番茄专化型病原菌的杀灭率接近100%;采用浓度为1.2~1.7 mg·L-1和7.8~8.3 mg·L-1的微/纳米气泡臭氧水,对营养土进行3次连续灭菌后,对尖孢镰刀菌的最终杀灭率分别为76.83%和88.76%。由此可见,利用微/纳米气泡臭氧水对土传病害中的典型致病菌-尖孢镰刀菌具有一定的杀灭效果,可作为土壤消毒的一种新方法。

微/纳米金刚石复合涂层刀具的制备及切削试验

利用化学气相沉积法在硬质合金基体上制备微/纳米金刚石复合涂层,采用扫描电镜、Raman光谱仪、洛氏硬度计、微粒喷浆试验仪对涂层进行微结构与性能表征,同时进行切削试验。结果表明:涂层表面晶粒细小,颗粒尺寸达到纳米级,涂层纯度高,膜/基结合力好,耐磨性高。切削试验结果显示:微/纳米金刚石复合涂层刀具切削加工工件的表面粗糙度比硬质合金刀具小,其表面粗糙度平均值为0.931μm;从后刀面磨损量结果看出微/纳米金刚石复合涂层刀具使用寿命长;从前、后刀面磨损形貌看出金刚石复合涂层结合力好,耐磨性高。