刺激响应型聚合物刷的进展

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纳米级防腐涂层技术的最新进展

纳米级防腐涂层技术的最新进展

纳米级防腐涂层技术的最新进展纳米级防腐涂层技术是材料科学领域的一项革命性创新,它通过在微小尺度上的精确控制,显著提高了涂层的防腐性能,延长了各种材料和结构的使用寿命,尤其在海洋工程、石油化工、航空航天、桥梁建筑等行业中展现出巨大潜力。

以下是纳米级防腐涂层技术的六个最新进展方向:一、纳米粒子的集成应用纳米粒子,如氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)、石墨烯等,因其独特的物理化学性质,在防腐涂层中发挥着核心作用。

这些纳米粒子能够形成致密的防护层,有效阻挡腐蚀介质的渗透,同时其高比表面积能增加与基材的接触,提高涂层的附着力。

此外,某些纳米粒子具有光催化活性,可在光照下分解有害物质,进一步提升防腐效能。

二、智能响应型纳米涂层智能响应型纳米涂层能够根据环境变化自动调整其性能,例如温度、pH值或湿度敏感的涂层。

这类涂层中嵌入了能够感知外界刺激的纳米传感器,并通过释放防腐剂或改变涂层结构来应对腐蚀威胁。

这种动态调节机制极大增强了涂层的适应性和长期保护能力。

三、自愈合纳米技术自愈合纳米涂层通过嵌入微胶囊或使用具有自修复功能的聚合物网络,能够在涂层受损后自动修复裂纹和孔洞,恢复其完整性。

这种技术利用了纳米级容器封装的修复剂,在裂纹产生的局部压力或化学信号触发下释放,实现损伤区域的自我修复,从而持续提供保护,延长材料的使用寿命。

四、超疏水及超双亲涂层基于纳米技术的超疏水及超双亲涂层,通过在涂层表面形成微纳结构,使水滴难以在表面停留,从而减少水分引起的腐蚀。

超疏水涂层能有效排斥水分和污染物,而超双亲涂层则同时具备疏水和亲水特性,能促进水分快速蒸发,防止腐蚀介质的聚集。

这两种涂层技术都大大增强了材料表面的抗腐蚀性能。

五、纳米复合材料的应用将纳米材料与其他高性能材料如环氧树脂、聚氨酯等复合,可以制备出具有优异综合性能的防腐涂层。

这些纳米复合材料不仅提高了涂层的机械强度和耐化学品性,还能赋予其特殊功能,如导电性、热稳定性等,从而拓宽了涂层的应用范围,特别是在极端环境下的防腐需求。

智能材料——pH响应高分子材料

智能材料——pH响应高分子材料

在生活中,我们发现牵牛花的颜色不是固定不变的,牵牛花的颜色在每天的早晨是紫蓝色的,而到了中午和傍晚却慢慢地变成了红色。

这是为什么?植物学家研究发现,牵牛花含有的花青素在碱性溶液里呈蓝色,在酸性溶液里呈红色。

同时空气中的二氧化碳可以提高牵牛花的酸性。

因此一天当中随着牵牛花对二氧化碳吸收量的逐渐增火,牵牛花里的酸性也随之提髙,这样,人们在一天之中看见牵牛花的颜色是由紫色逐渐变红色的。

“pH是化学、生物和生理系统中比较重要的环境因素,作为刺激信号的操作具有便携性。

”Part.1/ pH响应材料pH响应性材料(pH-responsive materials)是一种刺激响应型聚合物,能够响应溶液pH的变化发生结构和性能变化(例如表面活性、链构象、溶解度和构型)。

“pH响应聚合物”通常用于描述具有可电离的酸性或碱性残基的聚合物,其电离度取决于溶液的pH值。

pH响应聚合物可以具有线性、支化或网络结构。

它们可能会根据自身结构对溶液条件表现出不同的响应和自组装行为。

例如,pH 值变化可能会导致聚合物链中官能团的(去)质子化。

某些情况下,pH值变化可能会引起均聚物絮凝、链塌陷、延伸和沉淀。

也可能导致自组装,形成胶束、单体、凝胶、囊泡、(去)溶胀等。

具有pH响应嵌段的嵌段(共)聚合物,支链(共)聚合物和星形(共)聚合物在pH改变时表面活性会发生变化。

此外,水凝胶和树状聚合物的结构在pH变化时表现出(去)溶胀行为。

用聚合物改性的表面在pH值变化时能得到离子表面和薄/厚涂层[1]。

Part.2/ pH响应材料的分类通常,含有碱性单体的pH响应聚合物在酸性条件下表现为阳离子聚合物,含酸性单体的聚合物在碱性条件下表现为阴离子聚合物。

1.阴离子型:pH响应性阴离子基团[伯胺基(-NH2),仲胺基(- NRH),叔胺基(-NR2)]2.阳离子型:pH响应性阳离子基团[羧酸类(如海藻酸),磷酸类(磷脂类细胞膜)]有必要根据不同的应用,选择这两种类型之一的单体或将它们结合使用。

高分子材料的智能响应与控制研究

高分子材料的智能响应与控制研究

高分子材料的智能响应与控制研究高分子材料作为一种重要的材料类别,具有广泛应用领域和巨大潜力。

随着科技的进步,人们对高分子材料的要求也越来越高,希望能够通过智能响应与控制来实现其更多的应用。

本文将探讨高分子材料的智能响应与控制的研究进展,以及未来的发展方向。

一、智能响应材料的定义与分类智能响应材料是指在外界刺激下能够产生特定响应的材料。

根据其响应方式和机制的不同,可以将智能响应材料分为四大类:机械响应、热响应、光响应和化学响应。

机械响应材料是指在外力刺激下能够发生形变或产生力的材料;热响应材料是指在温度变化下能够发生形变或产生力的材料;光响应材料是指在光照条件下能够发生形变或产生力的材料;化学响应材料是指在特定化学环境下能够发生形变或产生力的材料。

二、高分子材料的智能响应与控制研究进展1. 机械响应高分子材料的机械响应研究主要集中在智能材料的开发和应用方面。

通过设计合适的结构和添加适量的外界刺激,可以使高分子材料在机械上产生变形或产生力,从而实现特定功能。

例如,在机械领域,高分子材料被应用于自修复、变色和形状记忆等方面。

2. 热响应高分子材料的热响应研究主要集中在热致形状记忆聚合物和热敏性高分子材料方面。

热致形状记忆聚合物能够在特定温度下发生可逆性形状变化,具有良好的形状记忆效应。

而热敏性高分子材料则能够在温度改变时呈现出不同的物理性质,如溶胀、形状变化等。

3. 光响应高分子材料的光响应研究主要涉及到光致形状记忆聚合物和光敏性高分子材料。

光致形状记忆聚合物的形状记忆效应是通过受光引发的光化学反应来实现的。

光敏性高分子材料能够在特定波长的光照下发生形变或产生力。

4. 化学响应高分子材料的化学响应研究主要涉及到化学刺激响应材料和生物相容性高分子材料。

化学刺激响应材料能够在特定化学环境下发生形变或产生力,具有良好的响应性和选择性。

生物相容性高分子材料能够在生物体内发生形变或产生力,被广泛应用于生物医学领域。

智能聚合物在生物化学领域的应用进展

智能聚合物在生物化学领域的应用进展

的变化 , 可逆 地 打开或 是 重新形 成氢 键 , 而导 致胀缩 从 变 化 。同时 , S 的引入极 大地 提 高 了水 凝胶 的生 物 BA
收 稿 日期 :0 7 5 2 2 0 —0 — 8
作 者 简 介 : 永 正 (9 3 ) 男, 津人 , 士研 究 生 , 事 生 物 活性 材 料 的 设 计 、 成 与 应 用研 究 ; 讯 联 系人 : 喜 增 , 授 。 E 马 18一 , 天 硕 从 合 通 冯 教 _
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相 容性及 生物 降解性 。
温度 响 应 型 聚 N一 丙 基 丙 烯 酰 胺 ( Nl AAm) 异 P P
图 1 抗 原 响 应 型 水 凝 胶 的膨 胀 与收 缩
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综述专论■
智 能 聚 合 物 在 生 物 化 学 领 域 的 应 用 进 展
马 永正 。 要 畅 。 喜 增 冯
相 反 电荷 K 的增 多可 以使 水凝 胶 的 电敏 感 性极 大 地
增强 。
该 水凝 胶 的衍 生 物 , 且 通 过 引 人 的共 聚 单 体 制备 了 并 多重 响应型水 凝 胶 。其 中 , 入 甲基 丙 烯 酸 单 体不 仅 加

生物医用智能高分子材料刺激响应性研究

生物医用智能高分子材料刺激响应性研究

生物医用智能高分子材料刺激响应性研究一、概括随着科学技术的不断发展,生物医用智能高分子材料在生物医学领域发挥着越来越重要的作用。

这类材料具有良好的生物相容性和生物活性,能够实现对生物环境的感应和调控,从而为医疗器械、药物递送等领域带来革命性的变革。

本文将对生物医用智能高分子材料的刺激响应性进行简要概括,包括其概念、特点、分类及应用前景。

药物递送:通过刺激响应性高分子材料的设计,可以实现药物的有针对性释放,提高药物的疗效和降低副作用。

生物成像:刺激响应性高分子材料可以作为荧光探针或光热剂,用于生物成像和诊断。

组织工程:根据不同组织细胞的特异性刺激响应性,可以设计出具有靶向治疗作用的智能高分子材料支架,促进组织再生和修复。

人工器官:生物医用智能高分子材料可用于制造人工心脏、血管、皮肤等人工器官,提高其功能和生物相容性。

尽管生物医用智能高分子材料具有巨大的应用前景,但目前仍面临一些挑战,如生物相容性、生物降解性以及智能化程度等方面的问题。

未来研究需要进一步探讨材料的生物相容性和生物降解机制,提高材料的智能化水平,并探索其在生物医学领域的实际应用途径。

1. 生物医用智能高分子材料的意义和重要性在生物医学领域,智能高分子材料作为一种具有广泛应用前景的新型材料,正受到越来越多的关注。

生物医用智能高分子材料不仅能够模拟生物体内的各种生物化学反应和过程,还能通过其独特的刺激响应性实现对生物环境的感知、响应和控制。

本文将对生物医用智能高分子材料的意义和重要性进行探讨。

生物医用智能高分子材料在医学领域具有重要的应用价值。

随着生物医学科技的不断发展,人们对疾病治疗和康复手段的要求也越来越高。

生物医用智能高分子材料能够实现药物精确控制释放、生物分子分离与纯化、生物组织工程等,为临床治疗提供有力支持。

智能高分子材料可以作为药物载体,实现药物的缓释、靶向输送和智能监控,从而提高药物的治疗效果和降低副作用;智能高分子材料还可以用于生物分子的纯化和分离,提高生物分子研究的准确性和效率。

刺激响应型高分子材料综述

刺激响应型高分子材料综述

刺激响应型高分子材料综述在刺激响应型高分子材料中,光响应性材料是其中一个重要的研究方向。

这种材料可以通过光的照射来改变其结构和性质。

例如,一些高分子材料在紫外光照射下可以发生光聚合反应,从而形成新的化合物。

其他一些高分子材料则可以通过可见光的照射来改变其形态和机械性能。

这些光响应性材料在光催化、光刻、光敏材料等领域具有广泛的应用前景。

温度响应性材料也是刺激响应型高分子材料中的重要研究方向。

这种材料可以通过温度的变化引发结构的收缩或膨胀。

例如,热敏高分子材料可以通过温度的升高引发分子链的扩张,从而改变整体材料的形态和性能。

这些温度响应性材料在智能材料、医学领域、纳米技术等方面有着广泛的应用。

除了光和温度外,pH响应性高分子材料也是研究的热点之一、这种材料可以通过pH值的变化来改变其溶解度、形态和性能。

例如,聚酸和聚碱可以在不同的pH条件下发生离子化反应,从而改变材料的溶解度和形态。

这些pH响应性材料在药物传递、生物传感器等方面具有潜在的应用前景。

电场响应性高分子材料是另一个重要的研究领域。

这种材料可以通过电场的施加来改变其结构和性能。

例如,电场响应性液晶材料可以通过电场的作用改变其液晶相的形态和性质。

这些电场响应性材料在显示技术、光学器件、传感器等领域具有广泛的应用前景。

总的来说,刺激响应型高分子材料是一种非常有前景的研究领域,其独特的性质和应用潜力使其受到广泛关注。

从光响应性、温度响应性、pH响应性到电场响应性,各种类型的刺激响应型高分子材料都在不断涌现。

这些材料在光学、医学、纳米技术等领域具有广阔的应用前景。

随着研究的不断深入,相信刺激响应型高分子材料将会在未来得到更广泛的应用。

CO_2刺激响应聚合物_冯岸超

CO_2刺激响应聚合物_冯岸超
2 CO2 刺激响应聚合物概述
CO2 气体从体系中释放出来后,体系可逆地回复到 初始的状态( 如图式 1 所示) 。这样的机理通常被 认为是动态的共价键的自组装[19,20]。
图式 1 伯胺与 CO2 气体分子的可逆共价结合机理[16] Scheme 1 Reversible covalent mechanism of primary amine with CO2 gas molecules[16]
Department of Chemistry,Tsinghua University,Beijing 100084,China)
Abstract CO2 -stimuli responsive polymers are a class of newly developed smart stimuli responsive polymers, which usually refers to the polymers possessing reversible changes upon admission and emission of CO2 . Since the regulation process only involves CO2 and inert gases,without the introduction of other impurities,there are many potential applications in this field. This article summarized recent research progress on the preparation of CO2 stimuli responsive polymers,followed by the discussion of their self-assembly,classifying in accordance with the CO2 -switchable groups,such as primary amine,amide and some specific polymer chains. The development prospect of this research field and its potential applications are also discussed.

co2响应型pickering乳液研究新进展

co2响应型pickering乳液研究新进展

乳状液(emulsions)是指由两种互不相溶的液相组成的分散体系,其中一相(内相或分散相)以液滴的形式分散于另一相(外相或连续相)中[1]。

传统乳液一般是由小分子表面活性剂作为乳化剂,然而小分子表面活性剂不仅存在毒害性问题,也会有长期稳定性问题。

在20世纪初,Pickering[2]研究乳液体系时,发现固体颗粒也能作为乳化剂用来稳定乳液,于是由颗粒吸附在油/水界面来稳定的乳液称为Pickering乳液,这种乳液具有长期稳定性、低细胞毒性和良好的生物相容性等特点[3],可以被应用在食品工业、化妆品行业、医药运输、石油产业等领域中,受到人们的广泛关注。

其中固体颗粒乳化剂可分为刚性颗粒、软颗粒和Janus颗粒[3]等。

亓明慧 吴海瑜 王梅 李欢欢 王璐瑶 樊晔 方云(江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡,214122)摘 要:Pickering乳液在化妆品行业、油品回收、催化剂回收、药物运输等领域中发挥着极其重要的作用,其破乳以及相反转的行为受到关注,环境刺激响应型Pickering乳液应运而生。

CO2成本低、含量丰富、不易污染产品,作为一种刺激手段可以实现乳化剂的循环利用,符合可持续发展的原则。

本文将介绍近年来CO2响应型Pickering乳液的研究进展,主要介绍以无机颗粒和聚合物颗粒为乳化剂稳定的Pickering乳液。

关键词:CO2响应;Pickering乳液;破乳;相反转中图分类号:TQ423 文献标识码:A 文章编号:1672—2701(2019)11—43—05__________基金项目:国家大学生创新训练计划资助项目(201810295052)。

作者简介:亓明慧,女,应用化学专业本科生;E-mail: minghuiqi1029@。

通讯联系人:樊晔,女,博士,讲师;E-mail: fanye@。

CO2响应型Pickering乳液研究新进展根据实际应用需求乳液有时需要破乳或相反转,因此Pickering乳液的稳定性对其在破乳和相反转方面带来了极大的挑战。

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