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      2022 年 第 53 卷 第 2 期
      整期目录 整期封面

        专论

      • 刘敬楷,代金月,赵伟伟,余文杰,刘小青
        2022, 53(2): 107-118. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21261
        摘要：传统热固性树脂的大量使用与石化资源的枯竭和环境恶化之间的矛盾日益突出，使得高性能热固性树脂的可持续发展正面临着严峻的挑战. 以可再生资源替代传统的石油化工产品用于生物基热固性树脂的合成，是实现其绿色化的重要方式之一. 除此以外，如何赋予生物基热固性树脂良好的使役性能、复杂应用环境下的多功能性、高效且高质的可回收再利用性，也是保证其可持续发展的重要内容. 早在10年前，本团队就开始了可持续热固性树脂的高性能与功能化设计合成，并致力于从原料选择、合成过程、树脂功能化、高附加值回收利用等全生命周期实现热固性树脂的可持续发展. 基于多年的研究积累和经验，本文回顾和总结了我们在生物基平台化合物筛选、树脂结构功能一体化设计和高附加值回收利用等方面的工作，展望了可持续热固性树脂的发展前景和未来趋势.  
        关键词：可持续热固性树脂;生物基;功能化;回收利用   
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        发布时间：2024-10-08

        综述

      • 张广昊,黄佳怡,冷雪琪,白杰,刘遵峰
        2022, 53(2): 119-132. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21240
        摘要：近年来，随着人工智能领域的不断发展，柔性机器人开始兴起. 为了满足人们对人机交互和环境适应性的新要求，柔性驱动器作为柔性机器人的关键部件受到了广泛的关注. 人工肌肉作为最常见的柔性驱动器之一，它对外界刺激反应迅速，并且能够响应刺激产生旋转，收缩和伸长等运动. 在各种人工肌肉中，纤维型人工肌肉以其优异的驱动性能和广阔的应用前景引起了越来越多学者的研究兴趣. 本文主要介绍了纤维型人工肌肉的制备机理，总结了纤维型人工肌肉的驱动方式，包括电热驱动、热驱动、电化学驱动、湿度驱动和光驱动，详细介绍了纤维型人工肌肉的研究进展和应用情况，并对未来人工肌肉的发展进行了展望.  
        关键词：人工肌肉;纤维;驱动器;捻曲结构   
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        研究论文

      • 王学斌,薛源,周耀武,陈声毅,包春燕,朱麟勇
        2022, 53(2): 133-144. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21182
        摘要：针对静电超分子作用的交替层状自组装(LBL)膜稳定性差、易分解和难以实现应用的问题，设计合成了一种光交联型抗菌LBL多层膜. 该LBL多层膜由修饰有光敏邻硝基苄醇分子的透明质酸(HANB)与季铵化的壳聚糖(ACS)通过静电作用在基片上交替沉积而成. 光照后，HANB上的邻硝基苄醇分子产生活性醛基，与邻近壳聚糖上的氨基发生亚胺偶联反应，实现了LBL多层膜的光交联. 实验证明交联后的LBL膜具有很好的稳定性，能在不同pH值盐溶液中长期保持膜的完整性. 壳聚糖的抗菌特性赋予LBL膜良好的抗菌性能，亲水性生物大分子骨架的选取赋予LBL膜良好的细胞相容性. 与其他化学交联方法相比，邻硝基苄醇光交联策略无需任何引发剂或添加剂的引入，具有更好的生物相容性，为医疗植入物表面抗菌涂层的构建提供新方法.  
        关键词：交替层状自组装膜;抗菌涂层;光交联;细胞相容性   
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      • 刘俊,夏传杰,王康龙,李端明,王清华,周俊杰,陶青,王艺峰
        2022, 53(2): 145-152. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21176
        摘要：天然高分子电沉积技术为构建新型功能材料和器件提供了契机. ZnO量子点(QDs)具备无毒、荧光稳定等特点日益受到人们的重视. 本工作基于天然高分子海藻酸钠的配位电沉积技术制备ZnO QDs及其纳米复合膜；所采用方法具备操作简单、易于控制、条件温和、绿色环保等优点；并且产物后处理简便，可以直接在电极上构建出ZnO QDs/海藻酸钠复合膜. 测试结果表明复合膜中存在大小均一的ZnO QDs，平均粒径为6 nm. 复合膜的外观均一平整，呈现明显的橙色荧光. ZnO QDs/海藻酸钠复合膜不仅对K3[Fe(CN)6]具有电化学检测作用，而且对Cu2+具有荧光检测作用. 本工作为ZnO QDs的制备以及QDs/天然高分子纳米复合材料的构建提供一种新方法，所制得的复合膜在电化学检测和荧光检测领域具有应用价值.  
        关键词：电沉积;海藻酸钠;ZnO量子点;纳米复合膜;检测   
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      • 赵梦依,陈煜,张文政,陈栋阳
        2022, 53(2): 153-164. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21228
        摘要：为开发同时具有阴离子传导率高、钒离子渗透率低、机械性能和化学稳定性优异的阴离子交换膜(AEM)，本文以逐步缩聚法合成了含叔胺基的含氟聚芳醚(FPAE)，然后以十溴丙基柱[5]芳烃(P5Br)作为交联剂，通过P5Br上的溴烷基与FPAE上的叔胺基之间的亲核取代反应进行交联，最后用碘甲烷将剩余叔胺基季铵化，制得一系列局部密集交联含氟聚芳醚阴离子交换膜QAFPAE-P5Br-x. 研究结果表明，所有膜在极性非质子溶剂中都具有较高的凝胶含量，证明已形成高效交联结构. 随着交联剂含量从0.5%增加到5%，膜的吸水率、溶胀率、阴离子传导率和VO2+透过率逐渐降低，而离子选择性、拉伸强度、面电阻和氧化稳定性逐渐增加. 交联剂含量为1%的QAFPAE-P5Br-1%膜同时具有较低的面电阻和VO2+透过率，综合性能优异. 以QAFPAE-P5Br-1%组装的全钒液流电池(VRFB)在80 mA·cm-2的电流密度下具有86.5%的能量效率，比以Nafion 212组装的VRFB高出7.7%. 另外，以QAFPAE-P5Br-1%组装的VRFB还具有优异的循环稳定性、放电容量保持率和抗自放电性能. 可见，局部密集交联是一种提高VRFB用AEM综合性能的有效方法.  
        关键词：全钒液流电池;阴离子交换膜;聚芳醚;密集交联;氧化稳定性   
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      • 方强,单夏梦,刘玲,胡雪妍,王锦
        2022, 53(2): 165-173. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21187
        摘要：人体微环境调控可以通过材料本身性能的调控实现穿着凉爽舒适，对提高生活品质、减少碳排放具有重要价值. 然而传统材料仅能单向地实现致冷或保温，同一材料实现致冷、保温双向功能，依然是本领域重要挑战和值得及时探索的方向. 本文采用冷冻-解冻制备水凝胶与冷冻干燥技术，设计合成系列以聚乙烯醇和相变微胶囊为骨架的相变气凝胶. 此类相变气凝胶同时具有优异的压缩和拉伸性能，能够压缩55%以上或拉伸达25%，突破了气凝胶不可拉伸、相变材料硬脆不可拉伸的特征. 比表面积最高达14.4 m2/g，密度和热导率分别低至0.11 g/cm3和0.040 W/(m·K)，相变焓可进行调控，最高达到46.1 J/g. 进一步的实验证明，相变气凝胶较于热导率更佳的聚乙烯醇气凝胶具有更加优异的温度调控能力，温度维持能力最高可达纯气凝胶的2.6倍. 因此相变气凝胶同时具有优异的绝热和调温性能，在微环境调控领域具有重要应用价值.  
        关键词：气凝胶;相变材料;多孔材料;聚乙烯醇   
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      • 王超,孙鹏飞,范曲立
        2022, 53(2): 174-184. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21192
        摘要：通过在具有供体-受体-供体结构的近红外二区(NIR-Ⅱ)荧光分子(TTQ-F)的侧链上修饰聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)合成了一种NIR-Ⅱ荧光高分子(TTQ-F-PAMAM). 该树枝状修饰的高分子不仅可以实现在900~1200 nm近红外二区范围的荧光成像，同时有着良好的光稳定性. PAMAM作为一种三维、高度有序的新型高分子，可以控制和设计分子的大小与功能基团，且具有较好的水溶性与单分散性. 而TTQ-F-PAMAM上独特的PAMAM结构所带来的大量氨基，使其对卵清蛋白(OVA)的包载率可以达到16.43%. 更重要的是，负载OVA的同时，可以有效载运至树突状细胞(dendritic cell，DC)内，并在其细胞环境中加速OVA的释放从而进一步激活DC的免疫反应. 具体表现为DC细胞膜表面共刺激因子CD80和CD86的表达大大提高，以及分泌肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和白细胞介素-12p70(Interleukin-12p70，IL-12p70)的能力增强. 本工作不仅实现了对肿瘤相关抗原的载运以及对抗原提呈细胞的激活，而且其近红外成像能力可以为今后的免疫治疗研究提供新的策略与方法.  
        关键词：树枝状高分子;近红外二区荧光成像;抗原蛋白负载   
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        发布时间：2024-10-08
      • 吴君,崔百川,王岩,石艳,任学斌,徐宏德,刘振学,郝福兰,张立群
        2022, 53(2): 185-192. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21202
        摘要：以正己烷为溶剂、间氯过氧苯甲酸(mCPBA)为环氧化试剂对丁基橡胶(IIR)进行环氧化改性研究，考察了原料配比、反应温度、胶液浓度等反应条件对环氧化反应的影响，并对反应过程中发生的副反应进行了探究. 采用核磁共振氢谱(1H-NMR)对合成的环氧化丁基橡胶(EIIR)的结构进行了表征，并对环氧化度进行了定量计算. 确定了最优的反应条件：胶液浓度为15%、双键与mCPBA的摩尔比为1∶1.1、40~45 ℃下反应45 min，之后用NaOH水溶液洗涤除酸，能够实现IIR中异戊二烯单元的完全环氧化，且无副反应. 利用示差扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)表征了EIIR的热性能，改性后IIR的玻璃化转变温度(Tg)和热分解温度均有小幅度提高. 此外，EIIR还具有十分良好的储存稳定性.  
        关键词：丁基橡胶;环氧化;间氯过氧苯甲酸;开环反应   
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        发布时间：2024-10-08

        综述 (高分子表征技术专题)

      • 谢启源,陈丹丹,丁延伟
        2022, 53(2): 193-210. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21210
        摘要：热重分析技术(TGA)是在程序控制温度和设定气氛下表征材料受热过程中的质量随温度或时间变化的高精度研究工具，具有重复性好、灵敏度高和热过程控制精准等优点. 近年来，TGA技术在高分子材料领域得到了广泛应用，促进了高分子材料热稳定性、组成分析以及热分解机理等材料细观热响应特性的深入研究. 本文分别从热重分析基本原理、仪器校准、实验方案设计、实验操作、热重曲线综合解析以及各环节中易出现的不当操作、异常数据与解决方案等方面进行阐述，并给出了在高分子科学研究领域中的典型应用案例、未来发展趋势及机遇与挑战. 在实际应用中，基于TGA与傅里叶红外光谱(FTIR)、示差扫描量热法(DSC)、气相色谱-质谱联用(GC/MS)等技术的联用分析，将有利于进一步揭示高分子材料在不同气氛和热激励等条件下的详细热响应信息，为性能优异的新型高分子材料研发与设计、热解机理及燃烧蔓延动力学等领域提供支撑和指导.  
        关键词：热重分析技术;曲线解析;热稳定性;热解机理;案例分析   
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