有机-无机杂化材料研究进展

综述了有机－无机杂化材料的制备方法及影响材料结构和性能的因素,并对有机－无机碳化材料在力学,光学,电学等领域的应用进行了简要的评述。这类性能优异的新材料在未来的高科技领域必须有广阔的应用前景。     

聚砜有机-无机杂化改性膜的研究进展

聚砜膜具有良好的耐高温性、耐酸碱性能和高的机械性能等,被广泛用于膜分离领域.但由于聚砜膜的表面疏水性,使其在水处理等方面的应用受到一定限制.针对聚砜膜的有机-无机改性,综述了近年来采用无机纳米粒子,如金属氧化物纳米粒子、表面修饰的氧化物纳米粒子、二维(2D)层状材料、金属有机共价材料(MOFs)和其他纳米粒子对聚砜膜的杂化改性及其研究进展,并对存在的问题和应用进行评述和展望.     

有机无机杂化太阳能电池的研究进展

概括介绍了有机无机杂化太阳能电池的结构、原理及制备方法,从无机材料的具体形态和有机材料种类的选择入手阐述其对电池整体转化效率的影响,探索了其他方法完善杂化电池性能的研究进展,指出了改进有机无机杂化太阳能电池性能的相关途径。     

有机-无机杂化材料的制备方法

作为一个新兴的多学科交叉领域,有机-无机杂化材料由于其特殊的结构、优异的性能,将会在材料科学领域中发挥极为重要的作用.从有机-无机杂化材料的制备原理和方法等,介绍了近年来有机-无机杂化材料的研究与发展.     

蛋白质-无机纳米杂化制备新型胶原蛋白材料

通过溶胶 凝胶法制备了胶原蛋白 SiO2有机 无机纳米杂化材料。FT IR研究表明:正硅酸乙酯(前驱体)水解产生的高表面活性微粒和精氨酸、组氨酸、色氨酸侧基的—CN基团发生了键合反应,并生成了新的化学键Si—C,同时前驱体水解产生的Si—OH和蛋白质分子的侧基CH—OH间也可发生缩合反应,因而在有机相和无机相之间产生强烈的相互作用。纳米粒子的尺寸随介质pH值和SiO2含量的改变而改变,当SiO2含量<3%且控制pH值3～3.5,生成纳米粒子的尺寸均在50～80nm之间;前驱体水解后产生的SiO2粒子在蛋白质中分散均匀,未发现明显的团聚现象;当SiO2含量高且水解速度较快时,无机粒子的尺寸分布略宽且高于100nm。无机纳米粒子的引入,使得胶原蛋白的水溶性降低,耐酸、碱稳定性、耐酶水解稳定性和耐热稳定性得到了明显的提高。     

有机-无机光致杂化变色材料的研究进展

由于有机-无机杂化材料各个组成部分之间具有良好的协同特性,这为获得新颖的"智能型"、优异性能的新材料提供了多种可能性。随着人们研究的不断拓宽,有机-无机杂化材料在扩展现有的光致变色材料,制备光敏器件及探索新的光致变色材料领域显示出巨大的应用潜力。简要回顾了金属氰化物、多金属氧酸盐、金属硫化合物及金属有机配合物类杂化变色材料的研究进展。     

有机-无机杂化纳滤膜的制备研究进展

作为一种新型纳滤膜,有机-无机杂化纳滤膜结合了传统有机纳滤膜和无机纳滤膜的优点,具有良好的物化稳定性和优异的分离性能,引起了研究者的广泛关注。介绍了近年来有机-无机杂化纳滤膜的原料、制备方法及产品分离性能,展望了这种新型纳滤膜的应用前景。     

有机-无机杂化纳米复合材料合成及性能测试

采用溶胶-凝胶法,以甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)和正硅酸乙酯(TEOS)及纳米氧化硅为原料,成功制备了有机-无机杂化纳米复合材料及涂层.以X射线衍射(XRD)、富立叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等手段研究了杂化材料的工艺与结构及性能的关系,并对涂覆于铝合金基体上的纳米复合材料涂层的防腐蚀性能进行了实验检测.结果表明,有机-无机杂化纳米复合材料涂层具有优良的抗腐蚀性能.     

无机—有机纳米杂化材料的分子设计与构筑的研究

着重介绍用分子设计制备无机—有机纳米杂化材料的新方法及其结构、性能演变规律和功能化的工作。特别介绍关于纳米晶—聚合物杂化材料、纳米二氧化硅—聚合物纳米复合材料及其有机—无机聚合物表面结构与性能关系规律。如通过对纳米无机材料功能化修饰,使其含有与聚合物共聚的官能团,实现了与聚氨酯、硅橡胶、环氧树脂的分子组装,形成了无机—有机的互穿网络式嵌断共聚物,大大提高了聚氨酯、硅橡胶和环氧树脂的力学性能和热稳定性能。该聚氨酯杂化材料的拉伸强度和伸长率比未改性前均提高了2倍以上。通过原位聚合、聚合物刷、从表面接枝技术制备出高性能材料。探讨用催化链转移聚合等聚合方法实现新颖有机—无机纳米杂化材料的制备及其表面构筑。通过无机材料的表面设计和表面处理控制无机/聚合物复合材料的界面结构和行为,得到了多种性能优良的多元多尺度复合材料。提高纳米杂化复合高分子材料的加工性能,探索其特异的光电等特异性能。     

有机-无机杂化介孔薄膜的研究进展

有机-无机杂化介孔薄膜能实现有机和无机组分的功能互补,具有良好的综合性能,成为近年来功能材料研究领域的熟点之一.综述了近年来有机-无机杂化介孔薄膜的制备方法、介孔的形成机理及控制和介孔薄膜的应用研究,指出了当前研究中存在的问题,展望了今后的发展趋势.     

Self-Assembly of Magnetic Nanochains in an Intrinsic Magnetic Dipole Force-Dominated Regime

Magnetic nanoparticle chains offer the anisotropic magnetic properties that are often desirable for micro- and nanoscale systems; however, to date, large-scale fabrication of these nanochains is limited by the need for an external magnetic field during the synthesis. In this work, the unique self-assembly of nanoparticles into chains as a result of their intrinsic dipolar interactions only is examined. In particular, it is shown that in a high concentration reaction regime, the dipole–dipole coupling between two neighboring magnetic iron cobalt (FeCo) nanocubes, was significantly strengthened due to small separation between particles and their high magnetic moments. This dipole–dipole interaction enables the independent alignment and synthesis of magnetic FeCo nanochains without the assistance of any templates, surfactants, or even external magnetic field. Furthermore, the precursor concentration ([M] = 0.016, 0.021, 0.032, 0.048, 0.064, and 0.096 m ) that dictates the degree of dipole interaction is examined—a property dependent on particle size and inter-particle distance. By varying the spinner speed, it is demonstrated that the balance between magnetic dipole coupling and fluid dynamics can be used to understand the self-assembly process and control the final structural topology from that of dimers to linear chains (with aspect ratio >10:1) and even to branched networks. Simulations unveil the magnetic and fluid force landscapes that determine the individual nanoparticle interactions and provide a general insight into predicting the resulting nanochain morphology. This work uncovers the enormous potential of an intrinsic magnetic dipole-induced assembly, which is expected to open new doors for efficient fabrication of 1D magnetic materials, and the potential for more complex assemblies with further studies.     

新型有机-无机杂化陶瓷型脂质体“Cerasome”的研究与应用

Cerasome是20世纪90年代末制备出来的一种新型有机-无机杂化的陶瓷型脂质体,与传统的脂质体相比,它的表面覆盖了一层硅酸盐网络结构,因而兼具有机和无机性质.无机硅酸盐的网络结构使它具有良好的形态稳定性,克服了传统脂质体在这方面存在的巨大缺陷.综述了形成Cerasome的前体化合物、Cerasome的制备及性质,对其在三维纳米杂化体构建、新型磁性杂化材料的制作、基因转染载体以及生物膜模拟等领域的研究进行了的评述,并对Cerasome未来的研究发展趋势进行了展望.     

高分子基磁性纳米复合物的研究进展

磁性纳米颗粒由于具有不同于大块样品的物理和化学性质,因而在日常生活中具有广泛的应用并且日趋复杂.因此控制磁性纳米材料的稳定性及表面的功能化就变得尤为重要.聚合物作为覆盖层可以很好地控制磁性纳米颗粒的成核、生长和团聚,此外,两者复合后还可改善聚合物的性质.评述了近些年来聚合物磁性纳米复合物的研究进展,并提出了纳米复合物需要解决的问题.     

聚氨酯/SiO2有机无机杂化材料研究

以正硅酸乙酯(TEOS)水解缩合,合成表面带有羟基(-OH)的活性S iO2粒子,利用甲苯二异氰酸酯(TD I)和聚乙二醇(PEG)的预聚体与活性S iO2粒子表面的-OH原位聚合反应,制备聚氨酯(PU)/S iO2有机无机杂化材料。FT-IR分析表明,弥散在杂化材料中的S iO2粒子与PU基体以化学键键合;DSC分析表明,随S iO2含量的增加,杂化材料的玻璃化温度Tg升高。与纯PU相比,S iO2含量为4%时,杂化材料的Tg由90℃升高至132℃,但当S iO2含量超过4%达到6%时,S iO2粒子破坏了PU链段的规整性,基体PU的热分解温度由387℃降低至382℃。TEM显示,杂化材料内部弥散的S iO2粒子分布比较均匀,且大部分粒子的尺寸在50 nm左右。     

磁性高分子微球研究进展

对磁性高分子微球的研究进展进行了综述，介绍了各类微球的制备方法及相关原理。在此基础上，概述了磁性高分子微球在磁性塑料、固定化酶、细胞分离和靶向药物等领域的应用情况，并对磁性高分子微球的未来研究方向进行了展望。     

POSS/聚合物纳米复合材料的研究进展

多面体低聚物倍半硅氧烷(POSS)由于其特殊的笼型结构、纳米尺寸,在制备POSS/聚合物纳米复合材料方面受到了广泛关注。介绍了POSS/聚合物纳米复合材料的主要制备方法(原子转移自由基聚合法、自由基聚合法、共混法、乳液聚合法等),还介绍了POSS-聚合物的分子结构,POSS/聚合物纳米材料的形貌、结晶及其影响因素。指出了POSS/聚合物纳米复合材料研究的问题,展望了POSS/聚合物未来的发展趋势。     

有机-无机纳米复合光折变材料的研究与进展

在聚合物中掺杂无机半导体纳米粒子作为光敏剂制备的有机-无机纳米复合光折变材料是一种新型的光折变材料.详细介绍了有机-无机纳米复合光折变材料的制备方法、光折变性能及其存在的问题,展望了这类新型材料的潜在优势和发展前景.     

含硅有机-无机复合涂层对铝合金的保护作用

为了改善铝合金材料的耐腐蚀性能,采用正硅酸乙酯为主要原料制备溶胶,涂覆于铝合金基体表面,经过适当处理后形成了具有有机-无机复合结构的涂层.采用电化学法、扫描电镜(SEM)等手段研究了涂层性能.结果表明,该涂层兼容了有机和无机成分的特点,涂覆试样的腐蚀电流密度可达(4.26～6.58)×10-6 A/cm2,显示涂层对于铝合金基体具有与现行的含Cr(Ⅵ)传统表面处理工艺相当的保护效果.涂层有效地减缓了铝合金在含NaCl中性水溶液中的腐蚀,能够对铝合金基体提供有效的保护.本工艺不产生有害化学物质,是一项绿色环保工艺.     

有机-无机杂化介孔材料包埋南极假丝酵母脂肪酶的研究

以四甲氧基硅烷(TMOS)和一定比例的甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS)、三甲基甲氧基硅烷(TMMS)为硅源,采用酸催化的溶胶-凝胶法包埋南极假丝酵母脂肪酶。比较了有机-无机杂化介孔材料和纯硅基介孔材料固定化南极假丝酵母脂肪酶的酶活力和保留活力,同时还比较了有机-无机杂化介孔材料固定化南极假丝酵母脂肪酶和游离南极假丝酵母脂肪酶的pH、温度以及储存稳定性。结果表明,有机-无机杂化介孔材料固定化南极假丝酵母脂肪酶具有比纯硅基介孔材料固定化南极假丝酵母脂肪酶更高的酶活力和保留活力。其中三取代的有机-无机杂化介孔材料固定化南极假丝酵母脂肪酶的酶活力最高,其保留活力可达到84.9%。此外与游离的南极假丝酵母脂肪酶相比,有机-无机杂化介孔材料固定化南极假丝酵母脂肪酶具有更好的pH、温度和储存稳定性,以及更宽的pH值和温度的酶活力范围。