自组装纳米纤维凝胶培养基中神经干细胞的增殖与分化

背景:异亮氨酸-赖氨酸-缬氨酸-丙氨酸-缬氨酸具有良好的生物活性,在特定条件下可自组装成含IKVAV纳米纤维凝胶支架,是一种天然的脊髓基质仿生材料。目的:进一步观察体外自组装异亮氨酸-赖氨酸-缬氨酸-丙氨酸-缬氨酸纳米纤维凝胶对骨髓源性神经干细胞增殖及向神经元分化的影响。方法:取第2代新生SD大鼠骨髓源性神经干细胞与自组装异亮氨酸-赖氨酸-缬氨酸-丙氨酸-缬氨酸纳米纤维凝胶共培养作为实验组,设置神经干细胞单独培养为对照组、单独自组装异亮氨酸-赖氨酸-缬氨酸-丙氨酸-缬氨酸纳米纤维凝胶为空白对照组,CCK-8法及流式细胞仪检测培养1,3,5,7,10,14d的细胞增殖与神经干细胞向神经元分化的比例;MTT法检测自组装异亮氨酸-赖氨酸-缬氨酸-丙氨酸-缬氨酸纳米纤维凝胶对第2代新生SD大鼠骨髓源性神经干细胞的毒性。结果与结论:实验组不同时间点细胞增殖率及向神经元分化的细胞比例均高于对照组(P<0.05),两组细胞增殖均于第7天达峰值。MTT法检测结果显示自组装异亮氨酸-赖氨酸-缬氨酸-丙氨酸-缬氨酸纳米纤维凝胶无细胞毒性。表明异亮氨酸-赖氨酸-缬氨酸-丙氨酸-缬氨酸纳米纤维凝胶有较好的生物活性,可促进神经干细胞的增殖,提高神经干细胞向神经元分化的比例。

体外自组装IKVAV纳米纤维凝胶在二维体系中对神经祖细胞分化的影响

背景：大量实验证明体外自组装的纳米支架材料可以促进神经祖细胞增殖与分化。目的：观察体外自组装含IKVAV纳米纤维凝胶在二维体系中对神经祖细胞分化的影响。方法：培养SD大鼠乳鼠神经祖细胞并用免疫荧光方法鉴定。在DMEM/F12触发下,含IKVAV的两亲性多肽溶液形成三维多孔凝胶,于透射电镜下观察其结构。将神经祖细胞分别接种到1%含IKVAV的两亲性多肽溶液及0.1g/L多聚赖氨酸包被的盖玻片上,培养1,3,7d后采用神经丝蛋白、胶质纤维酸性蛋白检测其分化情况。结果与结论：培养出巢蛋白阳性细胞,并且能分化为神经丝蛋白阳性的神经元与胶质纤维酸性蛋白阳性的胶质细胞,证实为神经祖细胞;含IKVAV的两亲性多肽溶液自组形成凝胶,并在透射电镜下显示为纳米纤维,直径为7.0－8.0nm,长度为100－1500nm;IKVAV的两亲性多肽溶液组向神经元分化得能力明显优于多聚赖氨酸组。说明体外自组装IKVAV纳米纤维凝胶在二维培养体系中对神经祖细胞分化有一定的促进作用。

静电纺陶瓷纳米纤维高温隔热材料的研究进展

综述了静电纺陶瓷纳米纤维膜和陶瓷纳米纤维气凝胶的制备技术及其在高温隔热领域的应用研究现状。柔性陶瓷纳米纤维膜具有低导热系数、高柔韧性、耐高温性,可应用于各类高温狭小空间,但因其厚度较薄,难以有效阻挡热辐射,导致其隔热性能较差。陶瓷纳米纤维气凝胶厚度较大,可有效阻挡热辐射,但气凝胶孔隙率较高、内部孔隙较大,导致高温热对流明显,高温隔热效果未达到理想效果。未来的研究方向是优化陶瓷纤维结构、改善其隔热性能,探索多相复合技术等手段,进一步降低陶瓷纳米纤维膜的热辐射和陶瓷纳米纤维气凝胶的热对流,以提升二者在高温环境中的隔热效果,为其在极端温度环境隔热的实际应用提供更好的解决方案。

纳米纤维素纤维凝胶特性及其应用

纳米纤维素纤维在水溶液中可以通过物理缠绕以及氢键结合的方式形成具有稳定三维网络结构的水凝胶。纳米纤维素水凝胶具有无毒性及良好的生物相容性,在生命科学领域应用前景广阔。而纳米纤维素气凝胶保持凝胶的三维网络结构,其高比表面积、低密度及优异的隔热性能等在建筑、能源电子器件、油水分离等领域也同样有着巨大的应用潜力。本文从纳米纤维素基本特性、纳米纤维素水凝胶、纳米纤维气凝胶研究及应用情况进行了介绍,并分别对纳米纤维素水凝胶与气凝胶的优异性能及应用进展进行了总结。

功能化纳米纤维素气凝胶应用研究

综述了纳米纤维素气凝胶的功能化方式以及功能化后的纳米纤维素气凝胶在吸附、电池、隔热阻燃和生物医学领域的应用,就功能化纳米纤维素气凝胶存在的问题进行探讨,并对其未来发展前景做出了展望。

PTFE-PAI/PI复合纳米纤维气凝胶的制备及性能研究

将静电纺丝得到的聚酰胺酸(PAAs)、聚四氟乙烯-聚酰胺酰亚胺(PTFE-PAI)纳米纤维通过均质乳化、冷冻干燥、高温烧结过程,制备出结构良好、性能优异的PTFE-PAI/聚酰亚胺(PI)复合纳米纤维气凝胶,有效地减少了PTFE-PAI纳米纤维气凝胶烧结过程中的收缩率。利用扫描电镜、热重分析仪、滤料综合性能试验台探究了不同纤维混合比例、纤维含量、烧结温度对气凝胶结构性能的影响。结果表明,当PAAs纤维与PTFE-PAI纤维质量比为5∶5、烧结温度为350~400℃、纤维固含量在1%~1.5%时,得到的PTFE-PAI/PI复合纳米纤维气凝胶具有较高的孔隙率(96.05%~98.95%)、良好的热稳定性(505℃以上)和过滤效率,显示了其在过滤领域的应用潜力。

亲油性可回用型纳米纤维素气凝胶的制备及其性能的研究

本研究以纤维素纳米纤丝(Cellulose Nanofibril,CNF)为原料,采用冷冻干燥法和十六烷基三甲氧基(Hexadecyltrimethoxylan,HDTMS)化学气相沉积改性法制备具有低密度、高孔隙率和良好疏水性的CNF气凝胶。采用扫描电子显微镜、比表面积分析仪、接触角测试仪、傅里叶变换红外光谱仪对所制备的CNF气凝胶进行了分析表征,并对其吸油性能和可回用性能进行了研究。结果表明,CNF气凝胶具有多孔结构和较高的孔隙率,改性后的CNF气凝胶具有良好的疏水性能,其接触角值均>130°,为疏水性材料,且通过傅里叶红外光谱观察到改性后的气凝胶吸水峰消失,进一步验证了其疏水性。CNF气凝胶具有较强的吸油能力,其对机油和豆油的最大吸附容量分别为26.88 g/g和34.45 g/g,且在多次重复利用后,对机油和豆油仍保持较高的吸附能力,具有良好的可回用性能。

纳米纤维素基气凝胶的制备及其吸附性能研究进展

在可持续发展已成为全球各国共识的今天,合理且高效地研发及利用可再生生物质能源成为国内外各大课题组研究的热点及方向。而纳米纤维素作为典型的生物质可再生材料,将其应用到环境治理领域成为再好不过的选择。同时,以纳米纤维素为基体制备的气凝胶作为第三代气凝胶材料,具有高孔隙率、高比表面积、低密度、低介电常数和较高的吸附性等性能,在染料吸附、油污吸附、重金属离子吸附、CO 2气体吸附等吸附领域有着广阔的应用前景。综述了纳米纤维素的制备方法、纳米纤维素基气凝胶的制备工艺及其在吸附领域的应用,探讨了纳米纤维素基气凝胶在研发中存在的问题,展望了纳米纤维素基气凝胶在吸附领域的未来发展方向。

纳米纤维素气凝胶的制备与应用

气凝胶作为世界上最轻的固体之一,一经发现便引起了专家学者的争相研究,纳米纤维素基气凝胶在具备传统气凝胶特性的基础上融入了纳米纤维素的可再生、低密度、低生物降解性、低成本和无毒等特性成为了继无机气凝胶和有机聚合物气凝胶后的新一代气凝胶材料。本文介绍了纳米纤维素的基本特性,对纳米纤维素气凝胶的制备方法进行了重点阐述,最后对其应用进行了展望。

高吸波性能细菌纤维素Co_(3)Fe(7)/CNF气凝胶的制备

随着电磁污染的日益严重,“薄、宽、轻、强”的新型复合微波吸收材料受到了人们的广泛关注。然而,新型复合微波吸收材料的制备工艺相对复杂、机械加工性能较差、电磁性能难以调控,阻碍了其发展和应用。以来源丰富、具有三维互联网状结构的可再生资源——细菌纤维素为碳源,利用其表面具有的大量羟基吸附钴铁离子,再通过一步碳化还原法制备了钴铁碳纳米纤维(Co_(3)Fe(7)/CNF)气凝胶。研究表明,Co_(3)Fe(7)/CNF气凝胶呈三维互联网状结构,具有高孔隙、超低密度和高微波吸收性能。当碳化温度为900℃时,Co_(3)Fe(7)/CNF气凝胶与石蜡混合物在低负载(质量分数约为3%)、薄厚度(3.5 mm)下的反射损耗为-47.5 dB,表明细菌纤维素生物质材料在满足“薄、宽、轻、强”为导向的微波吸收材料方面显示出巨大的潜力。

特殊浸润性纳米纤维素基气凝胶在油水分离中的研究进展

随着石油化工、纺织工业、钢铁等行业的飞速发展,产生了大量的含油废水而严重破坏了人类的生存环境,并造成了水资源短缺问题的加剧。在碳达峰、碳中和全球共识下,如何有效分离油水混合物成为当前的研究热点。特殊浸润性纳米纤维素基气凝胶具有对油水两相浸润性不同的特点,同时有高效的油水分离效果,在油水分离领域有广阔的应用前景。本文系统总结了几种浸润模型和基本作用机制,重点围绕纳米纤维素基气凝胶在油水分离领域的应用和制备工艺进行分析和介绍,探讨了当前特殊浸润性纳米纤维素基气凝胶在研发中面临的问题,并对其未来的发展趋势做出展望。

超轻纳米纤维气凝胶的制备及其应用

超轻纳米纤维气凝胶是一种以一维纳米纤维为基本构筑单元的新型气凝胶材料,相比于传统气凝胶,其不仅具有更高的孔隙率和更低的密度,还拥有更优异的机械性能和理化性质,因此该材料的先进制备技术和在新兴领域的创新性应用是近年来超轻气凝胶领域的研究热点。本文结合国内外研究现状,按照材料体系分类系统综述了超轻纤维气凝胶的制备方法、结构特点以及在隔热、吸附、电化学、传感和生物医学等领域的重要应用,提出了现阶段该材料面临的一些挑战,并展望了其在未来的发展方向。

疏水纳米纤维素气凝胶的制备及保温隔热性能

针对废旧纯棉织物再利用率较低的问题,以废旧纯棉织物为原料制备纳米纤维素气凝胶,并分别采用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和三甲基氯硅烷(TMCS)为改性剂对气凝胶进行疏水改性。采用扫描电子显微镜红外光谱仪热重分析仪、表面接触角测试仪以及导热系数测试仪研究了疏水改性剂种类和添加量对气凝胶结构和性能的影响。结果显示,采用MTMS为改性剂制备的疏水纳米纤维素气凝胶的结构和性能优于TMCS。综合考虑MTMS添加量对气凝胶结构、疏水性、热稳定性和保温隔热性的影响,得出MTMS与CNF的最佳质量比为2:1,此时疏水气凝胶的结构比较平整均匀,疏水性、热稳定性分别增加了1.22倍和1.43倍,导热系数降低了12.3%。

仿生棉花“轻柔飘逸”特性自组装制备纳米纤丝化纤维素气凝胶

根据仿生棉花"轻柔飘逸"的特性,制备了具有超轻、超疏水、弹性和可折叠性能的一种新型纳米纤丝化纤维素(NFC)气凝胶。将废弃的枯落竹叶通过一系列化学处理,获得纯化的枯落竹叶纤维素。纤维素通过超声处理,可以将纤维素束分散成纳米纤维素纤维,经过冷冻干燥,制备NFC气凝胶。再通过MTMS处理,制备出具有这些性能的NFC气凝胶。采用接触角测量仪测得接触角为152°。通过扫描电子显微镜(SEM)和能量弥散X射线分析(EDS)对纯化的纤维素和制备的气凝胶的表面形貌和能谱进行分析,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对枯落竹叶、纯化后的纤维素和获得的气凝胶进行官能团分析。该研究所用试剂均为绿色环保,为绿色气凝胶的制备提供了科学思路。

Transparent and flame retardant cellulose/aluminum hydroxide nanocomposite aerogels

Cellulose-based nanocomposite aerogels were prepared by incorporation of aluminum hydroxide(AH) nanoparticles into cellulose gels via in-situ sol-gel synthesis and following supercritical CO_2 drying. The structure and properties of cellulose/AH nanocomposite aerogels were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy,ultraviolet-visible spectrometry, N_2 adsorption, thermogravimetric analysis, and micro-scale combustion calorimetry. The results indicated that the AH nanoparticles were homogeneously distributed within matrix, and the presence of AH nanoparticles did not affect the homogeneous nanoporous structure and morphology of regenerated cellulose aerogels prepared from1-allyl-3-methylimidazolium chloride solution. The resultant nanocomposite aerogels exhibited good transparency and excellent mechanical properties. Moreover, the incorporation of AH was found to significantly decrease the flammability of cellulose aerogels. Therefore, this work provides a facile method to prepare transparent and flame retardant cellulose-based nanocomposite aerogels, which may have great potential in the application of building materials.