3D打印柔性钙钛矿荧光发光凝胶的创新实验设计与研究

柔性钙钛矿器件是未来柔性光电技术的研究热点。结合3D打印光聚合物技术,可实现柔性钙钛矿荧光器件的兼容制造。其研究内容属交叉学科前沿,涵盖材料、高分子、化学、半导体物理、柔性电子等相关领域专业知识。为培养本科生的创新意识和科研思维,巩固专业理论知识和动手能力,我们设计了一项3D打印柔性钙钛矿荧光发光凝胶的创新实验。实验包括3D打印成型、钙钛矿结晶后处理、实验结果表征分析等过程,可以让学生亲身参与实践。在自主完成钙钛矿柔性器件全流程制备的同时,也能培养科研兴趣和分析解决问题的综合能力,从而达到创新型教学实验目的。

柔性SiO2气凝胶的制备

以甲基三乙氧基硅烷为前驱体,通过溶胶-凝胶法和超临界干燥制备块状柔性SiO2气凝胶。研究了前驱体浓度对材料化学组成、微观结构及柔韧性、热稳定性的影响。结果表明,甲基的存在降低了分子网络的交联密度,赋予了材料柔韧性。随着前驱体浓度降低,微观结构中颗粒堆积紧密程度下降,材料的柔韧性增强;同时分子中硅羟基增多,热稳定性提高。

柔性气凝胶材料的制备及应用研究进展

气凝胶是一种纳米级多孔固体材料,具有高比表面积、极高的孔隙率、极低的密度、极低的热导率等优点,但也存在脆性高、柔韧性差的问题。近年来,具有良好压缩回弹特性和抗弯折性能的柔性气凝胶克服了传统气凝胶柔韧性差的缺点,受到研究人员的广泛关注。本文首先概括了柔性气凝胶的种类,根据气凝胶材料组成成分的不同,将其分为氧化硅柔性气凝胶、碳基柔性气凝胶、生物质柔性气凝胶和纤维质柔性气凝胶;然后,系统总结了柔性气凝胶常用的制备方法,如溶胶-凝胶、老化、干燥等工艺,对比分析了不同制备工艺生产的气凝胶在性能上的差异;此外,介绍了柔性气凝胶在环保、光学、生物医学、柔性电子传感器以及航空航天等领域的应用;最后对柔性气凝胶的发展做了总结和展望。

吉格森油田柔性微凝胶深部调驱体系室内研究及现场应用——以淖尔区块为例

柔性微凝胶分散颗粒(微球)可用油田污水配制,具有耐温、耐盐、成本低廉等优点。针对吉格森油田各油组主力油层分布广、厚度大,所占储量比重大,地下原油物性一般,地层温度较高,地层水矿化度高(>90000mg/L)这一情况,开展了柔性微凝胶深部调驱在吉格森油田的适应性及现场应用情况分析。实验所选用的纳米级和微米级微球溶解性和热稳定性都较好,微米级微球更好。4种微球均具有一定的封堵性,其中2号微球颗粒的残余阻力系数较大,为3.09,其次为1号微球,其残余阻力系数为1.44。天然岩心的驱油实验结果表明柔性微凝胶驱具有较好的驱油效果,但是微球尺寸要在孔径的1/8～1/3,才能保证有效封堵。现场实际应用情况表明吉格森油田在各个区块所开展的柔性微凝胶深部调驱增产措施,在一定程度和阶段内取得了较好的控水稳油效果。

基于硅溶胶形核剂的柔性二氧化硅气凝胶的研究

柔性二氧化硅气凝胶具有优异的柔韧性,解决了二氧化硅气凝胶易破碎、成形性差的问题,受到了广泛的关注。但是柔性二氧化硅气凝胶的骨架大多呈珍珠链状的脆弱连接,交联程度低,导致其力学性能较差。本工作在甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷双前驱体体系中引入硅溶胶,利用硅溶胶中纳米SiO_(2)粒子提高形核密度,细化二次粒子尺寸,同时利用其表面富含的-OH基团为两种前驱体的水解产物提供大量的缩合位点,提高气凝胶的交联程度。结果表明,与未加入硅溶胶的双前驱体气凝胶相比,加入硅溶胶的气凝胶二次粒子由光滑的球形颗粒转变为细小的不规则形貌颗粒,平均尺寸由3.80μm减小为0.36μm。同时细小颗粒间的连接更加紧密,避免了球形粒子间的“颈缩”式弱连接。制备的柔性二氧化硅气凝胶可承受的压缩量达80%,卸载后其形貌可以完全恢复,并且可以承受20次以上应变为60%的循环压缩及50次以上的有机污染物循环吸附,具有良好的循环压缩性能和循环吸附性能。柔性二氧化硅气凝胶显示出优异的疏水性(表面接触角高达162.4°)与有机污染物吸附性能(对正己烷的吸附量为9.57 g/g)。同时,本柔性二氧化硅气凝胶还具有良好的热稳定性,在干燥空气环境下的最大降解速度对应的温度可达501.2℃。

8-甲氧基补骨脂素柔性纳米脂质体凝胶对白癜风豚鼠模型的治疗作用

目的:观察8-甲氧基补骨脂素(MOP)柔性纳米脂质体凝胶对白癜风豚鼠模型的治疗作用。方法:采用化学脱色法制备白癜风豚鼠动物模型,豚鼠随机分成4组,正常对照组、模型对照组、MOP脂质体凝胶组、MOP酊剂组,每组10只。以表皮毛囊黑色素生成、血清胆碱酯酶、酪氨酸酶及丙二醛含量为考察指标。结果:总有效率正常对照组100%,MOP脂质体凝胶组90%,MOP酊剂组70%,均高于模型对照组(P<0.01,P<0.05)。MOP脂质体凝胶比MOP酊剂对白癜风动物的黑色素生成、胆碱酯酶和酪氨酸酶的活性影响更显著。结论:MOP脂质体凝胶比MOP酊剂对白癜风豚鼠模型有更好的治疗作用。

柔性凝胶颗粒的合成与性能评价

以丙烯酰胺、天然橡胶胶乳和乙烯基吡咯烷酮三种聚合单体在引发剂和交联剂协同作用下合成出柔性凝胶颗粒聚合物,并经过干燥、造粒而成,实验结果表明:最佳合成条件为单体浓度25%,其中单体质量比(丙烯酰胺:天然橡胶胶乳:乙烯基吡咯烷酮)为1:1:0.2,交联剂浓度0.04%,引发剂浓度0.4%,其中甲醛合次硫酸氢钠与过硫酸铵质量比为3:2,聚合反应温度60℃时,柔性凝胶颗粒粘弹性最好。

碳纳米管掺杂对柔性气凝胶性能的影响

以甲基三乙氧基硅烷作为前驱体,碳纳米管为添加物,采用溶胶-凝胶法和常压干燥制备碳纳米管掺杂改性的柔性SiO_2气凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重-差示扫描量热仪(TGDSC)及机械测试对制备的气凝胶进行表征,研究碳纳米管对柔性SiO_2气凝胶性能的影响。结果表明:碳纳米管的添加有效地增加了柔性SiO_2气凝胶的强度,柔性气凝胶的热稳定性从455℃提高到563℃,并提高了气凝胶的使用性能。

疏水纤维素柔性凝胶材料吸附苯酚性能研究

以粉末状纤维素和丙烯酰胺为单体,过硫酸钾为引发剂,N, N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,制备了纤维素柔性凝胶材料(MPCs),经疏水改性处理后得到疏水纤维素柔性凝胶材料(TMPCs),并用于吸附分离溶液中的苯酚。通过改变苯酚溶液pH值、初始浓度和吸附剂添加量,研究T-MPCs吸附苯酚的影响因素和吸附机理。结果表明,T-MPCs是一种表面多孔的柔性凝胶材料,在吸附温度25℃、溶液pH值7.0、吸附时间360 min、初始浓度200 mg/L的条件下,T-MPCs添加量为1000 mg/L时,其对苯酚的平衡吸附量为148.9 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型及Freundlich等温吸附模型,具有良好的再生能力,5次循环再生后,T-MPCs吸附性能下降15.2%。

油田深部调驱采出液中柔性可动凝胶微球的检测

介绍采用凯式定氮法测定油田深部调驱采出液中柔性可动凝胶微球(SMG)质量浓度的实验操作方法,绘制了SMG溶液线性回归曲线.测定了油田采出液中SMG的质量浓度,解决了现场采出液中SMG检测不准确的难题.实验结果表明:该方法测得的采出液中SMG质量浓度的相对标准偏差小于5%,能够满足现场检测的需要.

负载相变微胶囊的三聚氰胺/二氧化硅柔性气凝胶

为进一步拓展气凝胶材料的功能性应用,使其在建筑隔热及节能领域有更为广泛的应用,以三聚氰胺海绵(MF)作为骨架支撑,通过真空吸附颗粒改性的相变微胶囊(MEPCM),并通过原位溶胶法原位生长硅基气凝胶,制得负载相变微胶囊的三聚氰胺/二氧化硅柔性气凝胶(PMS)。研究了相变微胶囊负载量及凝胶温度对复合材料结构及性能的影响。通过扫描电子显微镜结果分析可知,相变微胶囊吸附于MF骨架内部,气凝胶颗粒在微胶囊及表面生长,比表面积在159~608 m^(2)/g变化,具有1~5 nm和10~50 nm多级孔径。通过差示扫描量热分析可知,PMS的相变温度与建筑保温隔热相适应,相变焓可达到75.1 J/g,经过多次循环后热焓值损失极小。复合材料形成稳固的宏观结构,力学性能明显提升,为其在建筑热控领域应用提供支持。

柔性交联型聚酰亚胺气凝胶的制备及性能

利用溶胶-凝胶反应制备了聚酰亚胺凝胶,经过超临界干燥得到了聚酰亚胺气凝胶.研究了固含量和交联剂比例对气凝胶性能的影响规律.结果表明,聚酰亚胺气凝胶的密度和线收缩率都随着固含量和交联剂比例的增加而增加;随着固含量的增加,气凝胶的室温热导率呈现出先降低再增加的趋势(0. 026～0. 033W·m-1·K-1),气凝胶的力学刚度和强度明显提升;交联剂的加入,可以提高材料的韧性,断裂应变最高达21. 7%;制得的柔性聚酰亚胺气凝胶具有良好的热稳定性,是满足尖端武器以及空间飞行器对于轻质、柔性热防护要求的理想材料之一.

柔性环氧胶的合成及其在印刷线路板油墨中的应用研究

为了解决环氧胶在柔性印刷线路板油墨应用中存在的问题,采用聚醚多元醇(DDL-1000)和邻苯二甲酸酐反应得到柔性固化剂,以改性咪唑为潜伏型催化剂,然后与环氧树脂进行固化合成柔性环氧胶。从固化体系的选择,环氧树脂和填料的用量以及溶剂的选择等方面进行了研究,同时利用红外光谱对合成的固化剂的分子结构进行了分析,通过细度和黏度变化研究了该柔性环氧胶在印刷线路板油墨中的稳定性。结果表明:该环氧胶使油墨具有光泽度高、耐高温黄变性优良、贮存稳定性好的基本性能,同时具有固化速度快、不需要后固化、生产效率高的优点。

用于超级电容器的柔性水凝胶的制备与表征

以聚乙烯醇(PVA)为原料,二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,通过冷冻解冻法制备物理交联PVA(DMSO)/KCl水凝胶;通过脱水过程进行化学交联,制得双交联B-PVA(DMSO)/KCl水凝胶;最后通过在其表面附着导电物质聚吡咯(PPy)制得柔性导电PPy/B-PVA(DMSO)/KCl水凝胶膜。采用傅里叶红外光谱(FTIR)仪、X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)仪及电化学工作站对PPy/B-PVA(DMSO)/KCl水凝胶膜进行性能表征。结果表明,制得的水凝胶膜在加入PPy后,放电时间由55.2 s增至117.8 s,质量比电容由92 F/g增至196.3 F/g,能量密度由4.6 Wh/kg增至9.82 Wh/kg,循环1000次充放电后,电容保持率达到98.5%,具备优异的稳定性能和电化学性能。

柔性气凝胶及其复合材料的研究与发展

气凝胶特异的三维网络结构使其具有低导热系数、高比表面积、低密度、低介电系数等优异性能。但传统气凝胶存在脆性大、韧性差、强度低、复合制品“掉粉掉渣”等缺陷,柔性气凝胶可以有效解决以上问题。本文综述了国内外柔性气凝胶主流研究方向最新进展,分析对比柔性二氧化硅气凝胶的制备工艺、前驱体配比、结构控制等,总结了柔性气凝胶在各个领域的应用,并对其未来发展及应用前景进行展望。

甲氨蝶呤柔性纳米脂质体凝胶治疗湿疹的临床疗效观察

目的探讨甲氨蝶呤柔性纳米脂质体凝胶治疗湿疹的临床疗效观察。方法选取我院选择2012年3月至2013年2月期间在我院门诊疗的湿疹患者48例,分为实验组和对照组;对照组予丁酸氢化可的松软膏,试验组采用甲氨蝶呤柔性纳米脂质体凝胶治疗,对两组病人治疗前和治疗后进行临床评估和疗效评定,结果治疗2周后对两组患者进行临床效果评估,试验组临床治疗有效率显高于对照组两组数据差异均具有统计学意义,P<0.05。结论甲氨蝶呤柔性纳米脂质体凝胶治疗湿疹具有更好的改善临床症状减小皮疹面积和瘙痒程度。

含磷酸酯丙烯酸盐硅胶的合成及其在柔性LED照明中的应用

该文通过将含有磷酸基团的丙烯酸酯和含乙氧基硅烷的乙氧基聚甲酰胺发生加成反应,再和磷酸酰胺盐形成多重态氢键和离子键,在UV胶水和湿气固化下,丙烯酸酯胶黏剂进一步发生UV固化交联和SIO-Si交联。封装胶具有优异的高剥离强度、抗弯折、耐冷热冲击以及热老化不黄变等优点,大幅提高柔性LED在户外强动态和静态载荷下的使用寿命和稳定性。

L-38高耐候柔性建筑防水胶

L-38高耐候柔性建筑防水胶在全国刚玉干粉涂料发源地——河南省信阳大华专利科学研究所涂料开发中心，研制成功并投放市场深受好评。

具有可逆形变的弹性气凝胶研究进展

具有可逆形变的弹性气凝胶通常被称之为柔性气凝胶,这类材料具有优异的压缩回弹性、可弯折性、疏水性及溶剂中结构稳定性,克服了传统气凝胶力学性能差的缺点,近年来受到广泛关注。文中综述了氧化硅、碳质、陶瓷及生物质柔性气凝胶材料的最新研究进展,重点介绍了上述几类柔性气凝胶的制备方法、结构控制、性能特点及潜在应用,总结了实现气凝胶柔性的几种方法,并展望了柔性气凝胶材料的发展与应用前景。