钙钛矿铁电材料光电化学性能调控策略

钙钛矿铁电材料晶体的正负电荷中心不重合引起其内部自发极化产生内建电场,利于光激发载流子的传输与分离。然而钙钛矿铁电材料多属于宽带隙半导体,存在光生电子空穴易复合问题,因此调控其光电化学性能是研究热点。介绍了元素掺杂与取代、表面贵金属沉积、半导体异质结构建和多机制耦合等调控钙钛矿铁电材料光电化学性能的原理与进展。重点关注了近年来该材料在光催化降解污染物、光催化制氢和光电化学分解水制氢等应用现状。

自驱动二氧化锰纳米马达的制备与性能

近年来,基于微纳米马达的研究引起了研究者广泛的兴趣,其中,对微米尺度的马达研究占多数,而纳米马达的制备更具有挑战性。本研究介绍了一种制备方法简单、原料来源广泛、尺寸可在纳米至微米尺度范围内精确调控的微纳米马达体系。首先合成了尺寸可控的SiO2纳米颗粒,采用Pickering乳液法制备微米尺寸的胶体囊,裸露的SiO2进一步催化高锰酸钾(KMnO4)还原生成二氧化锰(MnO2)/SiO2Janus纳米颗粒,MnO2催化过氧化氢(H2O2)分解产生氧气,从而推动马达运动。利用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征了SiO2模板的尺寸,其在140nm(SS1)到630nm(SS5)内可控。通过扫描电镜(SEM)观察所形成的胶体囊表面SS1的分布情况,研究了石蜡与SS1质量比对SS1在胶体囊表面分布的影响。结果显示,当二者质量比达到40∶1时,SS1能在石蜡表面实现单层分布,并且有一部分嵌入石蜡中。通过紫外(UV)、DLS、TEM等方法进行表征,证实了自驱动MnO2纳米马达的Janus结构。通过倒置显微镜观察并使用ImageJ、MATLAB等软件进行运动分析,发现SS5纳米马达在0.5%H2O2溶液中的均方位移比在超纯水中长,且扩散系数从超纯水中的0.56μm2/s增加到1.26μm2/s,增加了1.25倍,证实了自驱动MnO2纳米马达的有效运动。

微纳米生物活性玻璃的制备与应用

微纳米生物活性玻璃(MNBG)已被证明具有良好的生物活性,在骨、齿及皮肤创面修复及组织工程领域受到高度关注。在近些年的研究中,多种金属离子在MNBG的制备过程中被掺入材料的网络结构中,从而赋予MNBG各种理化及生物学功能特性。然而,MNBG的离子释放产物与人体细胞之间相互作用的确切机制尚不完全清楚,这促使国内外研究者对离子掺杂的MNBG进行了较深入的研究。本文综述了有关MNBG的制备方法和工艺流程及其溶解产物在骨、齿等硬组织修复,皮肤组织修复,癌症治疗及细胞成像等方面的应用。为进一步开发应用于生物医学领域的新型MNBG提供参考。

自蔓延燃烧法合成CuCr2O4亚微米晶

采用自蔓延燃烧法制备CuCr2O4,以硝酸铜、硝酸铬为原料,添加柠檬酸、尿素和PEG200配制混合溶液,借助自主设计的自蔓延燃烧合成炉实现了浓缩溶液的连续自蔓延燃烧。通过调整PEG200加入量,获得了高度蓬松的无定型态燃烧产物。对燃烧产物进行煅烧处理,研究了煅烧温度、升温速率、保温时间等工艺参数对样品物相组成和微观形貌影响。经15℃/min升温至950℃保温0.5~1.0 h煅烧处理,燃烧产物转化为晶体结构完整、粒径分布在亚微米范围的CuCr2O4亚微米晶,所得CuCr2O4粉体特别适合作为铜铬黑颜料推广应用。

具有开放孔结构的左旋聚乳酸/卵磷脂多孔支架的制备及成骨性能研究

目的探讨具有开放孔结构的左旋聚乳酸[poly(L-lactic acid),PLLA]/卵磷脂多孔支架的制备方法及成骨性能。方法采用热致相分离法制备含不同比例卵磷脂(0、5%、10%、20%、30%、40%、50%)的PLLA/卵磷脂多孔支架(分别对应为A、B、C、D、E、F、G组)。扫描电镜观察各支架表面形貌;广角X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)检测各支架结晶度;测量各组支架吸水率;采用细胞计数试剂盒8(cell counting kit 8,CCK-8)法检测小鼠BMSCs在各支架表面的增殖情况;通过检测ALP活性观察小鼠BMSCs在各组支架上的成骨分化能力。最后使用SD大鼠颅骨缺损模型观察含不同比例卵磷脂的支架在动物体内的骨修复情况,采用Micro-CT对缺损处进行三维模型重建,并对缺损处的新生骨体积和骨矿物密度进行定量分析。结果扫描电镜观察示,卵磷脂会导致支架孔径略微缩小;当卵磷脂含量为50%时,支架表面会出现片状结构。广角XRD和DSC检测示,支架结晶度随卵磷脂含量的升高而逐渐降低。亲水性测试示,随着卵磷脂含量增加,支架的亲水性逐渐增强。CCK-8法检测示,随培养时间增加,BMSCs在各组支架上均有明显增殖;培养7 d时,C、D、E、F组吸光度(A)值显著高于A、B、G组(P<0.05),C、D、E、F组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。成骨诱导14 d时,随卵磷脂含量增加,各组ALP活性出现了显著差异,D、E、F、G组ALP活性显著高于A、B、C组(P<0.05)。大鼠颅骨缺损修复实验中,Micro-CT检测及新生骨体积和骨矿物密度结果均显示,含30%卵磷脂支架修复效果最佳。结论通过热致相分离法制备的PLLA/卵磷脂多孔支架的细胞相容性、成骨分化性能及骨修复能力显著强于单纯PLLA支架;卵磷脂含量适宜的PLLA/卵磷脂多孔支架有望作为骨组织工程支架材料。