微流控技术可控制备异形微颗粒功能材料的研究进展

异形功能性微颗粒由于具有独特的散射、流变和凝结等特性,被广泛应用于工业和临床医学等领域。微流控技术作为一种新兴的微流体操控技术,能够连续可控地制备尺寸均一、结构和功能多样化的微尺度材料。近年来,利用微流控技术制备异形功能微颗粒成为研究热点。主要综述了利用微流控技术制备多面体结构、棒条状、子弹形、多腔室结构、孔-壳形和螺旋形微颗粒功能材料的研究新进展,重点介绍了基于微流控通道的尺寸和形状的限制作用、基于微流控构建层流模板的可控光刻蚀、基于表面活性剂的种类或含量辅助诱导多重乳液反浸润过程和对利用微流控技术制备的单分散液滴进行二次操作制备异形微颗粒功能材料等方面的研究现状。     

微流控液滴模板法可控构建功能微颗粒材料

功能微颗粒材料因其微型化和多功能化等优点而在诸多领域具有广泛的应用。微流控技术作为一种崭新的材料制备技术平台,在可控构建功能微颗粒方面展现出了传统制备技术所不具备的独特创造性和优越性。综述了近年来基于微流控液滴模板来可控构建面向化工、医药、储能、环境等领域的多样化功能微颗粒材料的研究新进展。重点介绍了如何基于微流控乳液液滴模板的结构组分设计来理性设计和可控构建多孔结构球形微颗粒、腔室结构球形微颗粒、多样化结构非球形微颗粒等功能微颗粒材料,探讨了基于微颗粒的微观结构和化学组成的耦合来构筑其独特功能特性的设计策略,展望了微流控技术在可控构建新型功能微颗粒材料方面的未来发展趋势。     

微流控技术可控制备异形微颗粒功能材料的研究进展

异形功能性微颗粒由于具有独特的散射、流变和凝结等特性,被广泛应用于工业和临床医学等领域。微流控技术作为一种新兴的微流体操控技术,能够连续可控地制备尺寸均一、结构和功能多样化的微尺度材料。近年来,利用微流控技术制备异形功能微颗粒成为研究热点。主要综述了利用微流控技术制备多面体结构、棒条状、子弹形、多腔室结构、孔-壳形和螺旋形微颗粒功能材料的研究新进展,重点介绍了基于微流控通道的尺寸和形状的限制作用、基于微流控构建层流模板的可控光刻蚀、基于表面活性剂的种类或含量辅助诱导多重乳液反浸润过程和对利用微流控技术制备的单分散液滴进行二次操作制备异形微颗粒功能材料等方面的研究现状。     

微流控法制备新型微颗粒功能材料研究新进展

微颗粒功能材料在药物传送与控制释放、活性物质封装保护、微反应以及微分离等方面具有极其广泛的应用。相对于传统的微颗粒制备方法,近年来发展起来的微流控技术为可控制备具有不同结构和功能的单分散微颗粒功能材料提供了一个更为优越的技术平台。综述了微流控法制备新型微颗粒功能材料的研究新进展,重点介绍了利用微流控法可控制备具有良好单分散性的球形、非球形、中空型、核-壳型、孔-壳型以及多腔室型功能微颗粒的研究现状。     

微流控法制备新型微颗粒功能材料研究新进展

微颗粒功能材料在药物传送与控制释放、活性物质封装保护、微反应以及微分离等方面具有极其广泛的应用。相对于传统的微颗粒制备方法,近年来发展起来的微流控技术为可控制备具有不同结构和功能的单分散微颗粒功能材料提供了一个更为优越的技术平台。综述了微流控法制备新型微颗粒功能材料的研究新进展,重点介绍了利用微流控法可控制备具有良好单分散性的球形、非球形、中空型、核-壳型、孔-壳型以及多腔室型功能微颗粒的研究现状。     

微流控法构建微尺度相界面及制备新型功能材料研究进展

微流控技术由于具有优异的流体微尺度相界面调控能力,是实现微结构精确可控的新型功能材料的设计制备与性能调控的重要新兴手段。本文介绍了微流控技术可控构建稳定相界面结构的两大体系：一是具有封闭液-液相界面的乳液液滴体系;二是具有非封闭层状和环状液-液相界面的层流体系。回顾了利用微流控技术构建的这两类稳定相界面结构体系制备三大类功能材料的研究进展：一是利用乳液液滴体系制备微球微囊材料;二是利用层状层流体系制备微通道膜材料;三是利用环状层流体系制备超细纤维材料。指出微流控技术为实现功能材料的小尺度化、薄膜化、纤维化、多功能化、材料元件一体化等带来了新的机遇,提出应进一步深入系统地认识液-液相界面设计与调控以及功能材料合成过程的基本规律和机理。     

功能软物质材料及其在微流控领域的应用

功能软物质材料只要给予相应的一定程度的刺激就会表现出其功能,而且功能性软物质材料的功能表现明显,已经广泛应用于智能控制和微流控领域,且应用前景可观,因此功能软物质材料及其在微流控领域的应用是各方关注的重点。较为常见的功能软物质材料主要有:液晶材料、功能膜材料、水凝胶以及PDMS复合材料,本文将对这四种典型的功能软物质材料及其在微流控领域的应用进行介绍。     

聚合物微流控芯片微通道复制成型技术

阐述了复制成型技术在实现微流控芯片批量化生产过程中的重要意义。分析了微流控芯片对材料的要求,介绍了常用于制作微流控芯片的聚合物材料及其模塑性能。比较了目前常用的加工复制成型模具凸模微结构的加工方法。综述了热压成型、注射成型以及浇铸成型在微流控芯片微通道成型中的应用,并对其进行了比较分析,展望了未来微流控芯片复制成型技术的发展趋势。     

液滴微流控的集成化放大方法研究进展

相比于传统乳化方法,液滴微流控技术可以在微通道内可控制备单分散液滴模板用于合成各种功能微球,被广泛应用于生物、医疗、制药、环境等领域。由于单个液滴制备微流控单元的产量低,液滴微流控的集成化放大成为了液滴微流控技术面向工业应用的技术难点。本文综述了近年来液滴微流控集成化放大方法的研究进展,重点介绍了不同类型液滴制备微流控单元集成化放大的研究进展,包括基于剪切力形成液滴、基于界面张力形成液滴和基于被动分裂形成液滴的液滴制备微流控单元的集成化放大方法。     

基于PMMA材料的微流控芯片批量注塑技术研究

微流控芯片可以操控微纳尺度上流体,借助尺度效应的帮助进行检测,具有检测过程迅速、检测准确、试剂消耗量小等特点,常应用于高效筛选、分析化学、食品安全、环境检测等领域。伴随微流控技术的发展,聚合物材料逐渐取代传统的玻璃、硅等材料成为微流控芯片的主流基体材料。面向聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质的微流控芯片,开展了设计、数值模拟仿真、注塑模具设计及微流控芯片注塑成型的全过程研究,对未来微流控芯片的大规模注塑制备具有一定借鉴意义,最后也对未来微流控芯片与注塑加工工艺相结合的发展趋势进行了展望。     

Microfluidic technology for multiphase emulsions morphology adjustment and functional materials preparation☆

Multiphase emulsions could be used as templates in considerable fields such as coating, optical materials, stan-dard particles and biomedicine. Among various emulsion forming methods, microfluidic technology, with good monodispersity, high controllability and operation simplicity, has been widely used in the preparation of multi-phase emulsions with different systems. This review would focus on the basic principles of forming multiphase emulsions, the recent progress in control ing multiphase flow in microfluidics, and preparation of functional ma-terials with microfluidics mainly by the authors' research group. We believe that the review wil contribute to the readers in this prospective area very wel .     

微流控制备金属/共价有机框架功能材料研究进展

近年来，金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)等多孔材料因其结构单元的多样性和可设计性，不仅可以构筑具有多样化拓扑类型和化学物理性质的骨架结构，还可以精准调节结构中孔道的形状、大小和孔径分布，在气体吸附与分离、催化和化学传感等方面展现出广泛的应用价值。然而传统间歇式合成方法中相际间缓慢的微观传递过程，不利于材料的连续均一制备。近年来，微流控技术连续操作、精准可控、传递效率高和高度可重复性等特点在纳米材料制备领域体现了独有的优势。本文综述了近年来利用微流控技术制备MOF和COF材料的研究成果，重点介绍微流控强化合成过程，实现快速制备MOF和COF功能材料，以及通过微流体精准调控多孔材料微结构的研究工作。     

微流控模板法制备功能化非球形微颗粒研究新进展

功能化非球形微颗粒在生物医药、吸附、传感与检测等方面具有非常广泛的应用。相对于其他非球形微颗粒制备方法,近年来兴起的微流控技术,由于对微尺度流体具有超灵敏的操控特性,在制备和精确调控微米级功能材料方面具有很大的优势。通过精确控制流体在微尺度通道内的流动和剪切,微流控技术可以实现多种形态和结构的微尺度流体、乳液和纤维的可控构建,为非球形微颗粒的可控制造提供了优良的模板。同时,通过在制备过程中引入功能性材料,这些非球形微颗粒将具备更多的功能,从而极大地拓展和丰富了其应用范围。本文综述了近年来采用微流控技术制备功能化非球形微颗粒的研究新进展,重点介绍了以微流控技术构建得到的微流体、多相乳液及微纤维为模板可控制备功能化非球形微颗粒的研究现状。     

机械化学合成纳米材料的研究进展

分析了机械化学的特性,着重论述了利用固相机械化学法合成磁性材料、储氢材料、特种陶瓷、梯度功能材料、形状记忆合金、超导材料、尖晶石型功能材料、氧化物等功能材料的研究现状,以及利用机械化学法合成这些纳米材料的特点,指出了机械化学合成技术的发展前景。     

由五种原材料制取甲壳胺的工艺条件

报道以蟹、虾、蛹壳、虾蛄、蛆皮为原料制取甲壳胺的不同工艺条件。对甲壳素脱乙酰的条件和方法进行了比较，间歇浓碱法是提高脱乙酰度降低甲壳胺降解的有效途径。还对甲壳胺的粘度、脱乙酰度等指标进行了检测     

羧甲基纤维素-壳聚糖LbL空腔微胶囊的制备

微胶囊技术现已广泛应用于生物医药,环境保护,日用化工,农业科学及航空航天等领域,随着应用范围扩大,开发新技术与新方法制备微胶囊,使其具有更精确可控的结构已成为微胶囊技术发展的重大课题之一。选择两种生物相容性较好的天然聚电解质—羧甲基纤维素(CMC)和壳聚糖(CS),作为制备新型微胶囊的原料,利用聚阴离子羧甲基纤维素和聚阳离子壳聚糖之间的静电结合,成功制备出一种具有新结构的中空聚电解质微胶囊并初步研究了其形貌能基本性能。     

基于壳聚糖的分子印迹聚合物的制备和应用

壳聚糖具有良好的生物相容性和独特的分子结构,基于其制备的分子印迹聚合物因亲和性和选择性高、应用范围广等特点引起了广泛的关注。本文首先总结了壳聚糖和改性壳聚糖在分子印迹聚合物制备中的作用,然后介绍了壳聚糖分子印迹聚合物在环境污染治理、医药、蛋白质分离与识别、手性物质分离以及吸附功能成分等方面的应用,分析了壳聚糖分子印迹聚合物在各个应用领域的优缺点及发展方向。最后,从发展绿色分子印迹技术以及分子印迹技术与电化学传感器结合等层面对壳聚糖分子印迹聚合物的应用前景进行了展望。     

微波技术在壳聚糖制备中的应用研究进展

壳聚糖的制备工艺对其性质和应用有很大影响。本文简要介绍了微波加热的基本原理及特点,在分析传统的壳聚糖制备工艺现状的基础上,综述了微波辐射新技术应用于壳聚糖制备中的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。     

Chitosan in Molecularly-Imprinted Polymers: Current and Future Prospects

Chitosan is widely used in molecular imprinting technology (MIT) as a functional monomer or supporting matrix because of its low cost and high contents of amino and hydroxyl functional groups. The various excellent properties of chitosan, which include nontoxicity, biodegradability, biocompatibility, and attractive physical and mechanical performances, make chitosan a promising alternative to conventional functional monomers. Recently, chitosan molecularly-imprinted polymers have gained considerable attention and showed significant potential in many fields, such as curbing environmental pollution, medicine, protein separation and identification, and chiral-compound separation. These extensive applications are due to the polymers’ desired selectivity, physical robustness, and thermal stability, as well as their low cost and easy preparation. Cross-linkers, which fix the functional groups of chitosan around imprinted molecules, play an important role in chitosan molecularly-imprinted polymers. This review summarizes the important cross-linkers of chitosan molecularly-imprinted polymers and illustrates the cross-linking mechanism of chitosan and cross-linkers based on the two glucosamine units. Finally, some significant attempts to further develop the application of chitosan in MIT are proposed.     

Selected Applications of Chitosan Composites

Chitosan is one of the emerging materials for various applications. The most intensive studies have focused on its use as a biomaterial and for biomedical, cosmetic, and packaging systems. The research on biodegradable food packaging systems over conventional non-biodegradable packaging systems has gained much importance in the last decade. The deacetylation of chitin, a polysaccharide mainly obtained from crustaceans and shrimp shells, yields chitosan. The deacetylation process of chitin leads to the generation of primary amino groups. The functional activity of chitosan is generally owed to this amino group, which imparts inherent antioxidant and antimicrobial activity to the chitosan. Further, since chitosan is a naturally derived polymer, it is biodegradable and safe for human consumption. Food-focused researchers are exploiting the properties of chitosan to develop biodegradable food packaging systems. However, the properties of packaging systems using chitosan can be improved by adding different additives or blending chitosan with other polymers. In this review, we report on the different properties of chitosan that make it suitable for food packaging applications, various methods to develop chitosan-based packaging films, and finally, the applications of chitosan in developing multifunctional food packaging materials. Here we present a short overview of the chitosan-based nanocomposites, beginning with principal properties, selected preparation techniques, and finally, selected current research.