最新刊期
      2012 年 第 卷 10 期

        专论

      • 陈栋栋,马莹,孙俊奇
        2012(10): 1047-1054. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12125
        摘要： 具有刺激响应性和自修复功能的复合膜是重要的仿生功能膜材料.层层组装是一种基于物质交替沉积而制备复合膜的方法,可以实现膜的结构和组成的精确调控.通过结构与组成的精确调控,基于层层组装制备的微米厚度的聚电解质厚膜可以对外界刺激产生快速有效的响应,因而在制备智能仿生膜材料方面具有重要的价值.本文以作者的研究结果为基础,阐明了基于层层组装的聚电解质膜可以成功用于制备湿度和温度响应的双结构自支持膜和高效的促动器及行走机器,以及自修复超疏水和划痕修复聚电解质膜.  
        关键词：层层组装;自支持膜;自修复;智能材料   
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        发布时间：2021-03-19
      • 房丽萍,杨柏
        2012(10): 1055-1063. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12144
        摘要： 介绍了具有减反射和刺激响应性能的高分子仿生有序微结构,总结了近年来报道的高分子仿生有序微结构的仿生设计、结构构筑及性能研究的工作.最后就高分子仿生有序微结构的发展方向及其面临的问题和挑战进行了展望.  
        关键词：仿生;有序微结构;减反射;响应;高分子材料;胶体晶体   
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        发布时间：2021-03-19

        综述

      • 张继琳,韩艳春
        2012(10): 1064-1081. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12074
        摘要： 浸润性梯度表面是指表面浸润性随着表面位置的变化而连续变化的一种特殊梯度表面.在过去的20年间,由于浸润性梯度表面在智能涂料、微流体器件和液体自输送等方面具有广阔的应用前景,因此人们研发并制备了各种类型的浸润性梯度表面,总体而言,可分为三类:(1)化学组成类浸润性梯度表面;(2)表面形貌类浸润性梯度表面;(3)化学组成-表面形貌复合型浸润性梯度表面.重点介绍了这三大类浸润性梯度表面的分类与区别,以及近些年来这些新型浸润性梯度表面的主要制备方法,如扩散法、浸泡法、刻蚀与打印、机械拉伸法、半月板沉积法和温度梯度法等,并归纳总结了这些方法的各自优缺点.在目前的材料科学领域,虽然关于浸润性梯度的研究还属婴儿期.可是利用梯度表面研究生物蛋白或细胞吸附,液体自输送等,已经发展成为一门成熟的学科.最后综述了近期关于浸润性梯度表面在研究生物蛋白或细胞吸附,液体自输送等方面的应用进展,并展望了该课题的未来发展.  
        关键词：浸润性;梯度;接触角;自输送;细胞吸附   
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        发布时间：2021-03-19
      • 单星星,陈文锐,卿光焱,孙涛垒,雷家珩
        2012(10): 1082-1090. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12090
        摘要： 手性水凝胶是新近涌现的一个研究领域,以其独特的手性响应性,可逆的吸收膨胀性能,在手性识别、手性分离、药物控制释放和微流控器件等方面均具有广泛的应用前景.因此,手性水凝胶已经成为近些年来材料科学、化学、生物医学等领域的研究热点,如何制备手性响应性好、形成过程可控、结构规整的水凝胶,并加以开发应用成为了研究中的重点.本文概述了手性水凝胶的制备方法,自组装机理,以及目前的应用状况,并展望了其未来的发展趋势.  
        关键词：水凝胶;手性;凝胶因子;自组装   
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      • 薛众鑫,江雷
        2012(10): 1091-1101. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12101
        摘要： 水下超疏油表面是指在油/水/固三相体系中,对油的接触角大于150的固体表面.从鱼体表面和荷叶下表面2种具有水下超疏油性质的生物体系出发,讨论了影响水下超疏油性质的因素,并据此提出了仿生水下超疏油表面的设计方法.通过介绍目前典型的人造水下超疏油表面的制备手段和研究进展,概括了水下超疏油体系的发展现状.对浸润性和黏附性响应性可控的智能水下超疏油体系以及水下超疏油体系在液滴操控、抗生物黏附和油水分离等领域的应用进行了简要介绍.最后对仿生水下超疏油体系目前研究存在的问题及挑战进行了总结,在此基础上展望了该领域未来的发展方向.  
        关键词：仿生;水下超疏油;超亲水;微纳复合结构   
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      • 魏强兵,蔡美荣,周峰
        2012(10): 1102-1107. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12127
        摘要： 动物关节的超低摩擦系数和长耐磨寿命主要归功于关节软骨表层以及关节滑液中呈刷型结构的生物大分子.人工仿制的表面接枝聚合物刷可以对关节润滑进行功能模拟,本文简要综述了近年来表面接枝聚合物刷的水润滑研究进展.重点讨论了不同类型聚合物刷 (天然生物大分子、聚电解质刷、两性离子聚合物刷和中性聚合物刷等) 的水润滑机理,最后讨论了目前仿生水润滑研究存在的问题以及未来的发展趋势及应用前景.  
        关键词：聚合物刷;仿生润滑;水润滑;生物相容   
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        发布时间：2021-03-19
      • 柴志华,马如江,张珍坤,史林启
        2012(10): 1108-1117. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12128
        摘要： 光合作用是地球上最重要的化学反应之一,而高等植物的光合作用发生在叶绿体的类囊体上,功能单元是类囊体上的蛋白质复合体.其中的捕光蛋白复合体是由天线色素和蛋白质组装而成的,协同组装在其中发挥了重要的作用,其结构的研究和模拟对充分利用太阳能具有重要的意义.本文综述了仿生捕光材料的最新研究进展,着重讨论了人们通过染料分子与无机有机材料、生物高分子、纳米胶束作为模板材料构成的人工捕光系统的研究.在此基础上,分析当前研究中存在的问题,评述了仿生捕光材料的发展趋势和方向.  
        关键词：光合作用;捕光蛋白;人工捕光系统   
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        发布时间：2021-03-19
      • 王利彬,王京霞,宋延林
        2012(10): 1118-1127. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12133
        摘要： 响应性光子晶体以其亮丽的结构色彩及光学信号对外场刺激的响应性变化,在化学传感、智能显示等领域具有重要的应用前景.本文综述了快速响应聚合物光子晶体的研究进展.首先从原理上阐述了影响溶胀型光子晶体响应速率的因素,系统总结了针对不同因素提高其响应速率的研究工作,着重探讨了溶胀型光子晶体水凝胶的尺寸、聚合物链段的物理化学性能(包括多孔结构和亲疏水性)、凝胶网络的交联度等因素对响应速率的影响.同时也简要介绍了影响非溶胀型响应性光子晶体,如光、电、磁、机械力等外场诱导体系折光指数变化的响应性光子晶体的响应速率的因素.最后展望了响应性光子晶体的热点研究方向.这些工作对于提高光子晶体的响应速率,发展其在实时分析、在线检测等领域的应用具有重要意义.  
        关键词：光子晶体;响应性;响应速率;凝胶溶胀   
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        发布时间：2021-03-19
      • 徐翔晖,李芸焜,简也挺,王刚,何斌,顾忠伟
        2012(10): 1128-1135. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12151
        摘要： 仿病毒衣壳结构自组装体具有重要的基础研究和应用价值,是化学、材料、生物医学等多学科前沿交叉领域.本文从天然病毒衣壳的基本结构和特征出发,立足于从结构仿生到功能仿生的角度,综述了以天然病毒衣壳蛋白质和人工合成材料为组装基元构建仿病毒衣壳自组装体的策略,及其形态结构的调控和功能优化等.重点论述了近年来合成肽类分子在仿病毒衣壳自组装体结构和功能方面的进展.同时,就仿病毒衣壳自组装体在药物控释、基因传递等生物医学领域的应用也做了论述.  
        关键词：生物启发型自组装;仿病毒衣壳;药物/基因传递系统;肽类自组装体   
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        发布时间：2021-03-19

        研究论文

      • 邓洪平,朱琦,王大力,朱邦尚,朱新远
        2012(10): 1136-1142. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12089
        摘要： 受绿色荧光蛋白(GFP)荧光增强原理启发,采用开环聚合制备了两亲性聚乙二醇-生色团-聚己内酯(PEG-c-PCL)嵌段聚合物.通过核磁共振氢谱和碳谱(1H-,13C-NMR)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等证明其结构和性质.生色团和聚合物有相似的紫外吸收光谱,且最大吸收峰都在371 nm.荧光发射光谱表明,生色团的发射峰在427 nm,但聚合物的荧光发射峰出现了6 nm的红移,这是高分子化引起的结果.透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)证明了该两亲性嵌段聚合物能够组装成为纳米粒子.当聚合物组装成纳米粒子后,荧光强度增大了55倍,并且荧光发射峰出现了14 nm的红移,这些现象可归结于荧光生色团自由旋转的限制和组装导致的相互作用增强.  
        关键词：荧光聚合物;绿色荧光蛋白;自组装;成像   
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        发布时间：2021-03-19
      • 叶辰,李振华,李丹,高长有
        2012(10): 1143-1150. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12129
        摘要： 采用二步法合成了可降解的聚富马酸丙二醇酯(poly(propylene fumarate),PPF),并和N-乙烯基吡咯烷酮(N-vinyl pyrrolidone,NVP)共聚,以1,4-二氧六环为溶剂,通过改变溶剂的量制备了溶胀性能不同的PPF水凝胶.采用万能力学测试仪和扫描电子显微镜分别表征了水凝胶的压缩模量和形貌结构.选择20%PPF和10%NVP的聚合体系,预掺3%的纳米羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA),以氯化钠粒子为致孔剂,制备了孔径在280~450 m的纳米复合多孔水凝胶,使其压缩模量提高了61%.模拟体液矿化10天的结果显示,磷灰石成核位点的存在和良好的与外界液体环境物质交换的能力,促进了多孔水凝胶表面磷灰石的沉积,说明HA的复合可以有效提高PPF多孔水凝胶的成骨活性.  
        关键词：聚富马酸羟丙酯;纳米羟基磷灰石;多孔水凝胶;矿化   
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        发布时间：2021-03-19
      • 孙巍,沈利燕,王家鸣,计剑
        2012(10): 1151-1156. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12130
        摘要： 将微粒皮克林乳化效应(Pickering emulsions)和水滴模板法(breath figure method)有机结合,探索通过建立粒子辅助的水滴模板法,实现纳米粒子在蜂窝状多孔膜内壁的自组装复合,构建微纳复合的多级仿生结构.并进一步利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)复制转移技术,获得类似于复眼结构的多级微纳复合界面仿生结构.  
        关键词：水滴模板法;复眼结构;超疏水;微纳复合结构   
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        发布时间：2021-03-19
      • 石旭东,张玉,于国强,孙磊,甘志华
        2012(10): 1157-1163. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12132
        摘要： 采用具有不同共聚物组成和端基官能团的聚己内酯-b-聚乙二醇共聚物(PCL-b-PEG),通过双乳液溶剂挥发法制备了一系列具有不同表面性质的生物降解高分子微球.采用生物模拟矿化的方法以磷灰石修饰微球表面.进一步通过扫描电镜、热重分析仪、X-射线衍射仪和光电子能谱仪对微球表面磷灰石的形貌、含量、结构和组成进行了分析.研究了微球表面亲水性、粗糙度、官能团以及矿化时间对于磷灰石形成的影响.最终实验结果表明,随着共聚物中PEG含量增加,微球表面粗糙度和亲水性增加,因此微球表面磷灰石含量增加.同时微球表面官能团以及矿化时间的不同也会对磷灰石的形成和分布产生明显影响.  
        关键词：脂肪族聚酯;微球;磷灰石;生物模拟矿化   
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        发布时间：2021-03-19
      • 王艺峰,连鑫鑫,吴仲岿,熊燕飞
        2012(10): 1164-1169. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.11419
        摘要： 制备了香菇多糖羧甲基衍生物,再通过化学接枝方法利用共价键将羧甲基香菇多糖固定在氨基化聚乳酸基材表面,得到羧甲基香菇多糖化学接枝修饰的聚乳酸材料.此外,通过在氨基化聚乳酸基材表面进行羧甲基香菇多糖与壳聚糖的层层自组装,得到生物多糖层层自组装修饰的聚乳酸材料.采用扫描电子显微镜、水接触角测量仪、抗菌活性测试、溶血试验和血栓试验等方法对被修饰聚乳酸材料的表面性能和生物性能进行了分析和比较.结果表明采用2种表面修饰方法得到的羧甲基香菇多糖修饰的聚乳酸材料的亲水性、血液相容性以及对大肠杆菌抗菌活性得到改善.与化学接枝方法相比,经过羧甲基香菇多糖与壳聚糖层层自组装修饰的聚乳酸材料具有更好的亲水性、血液相容性和抗菌活性.  
        关键词：聚乳酸;羧甲基香菇多糖;表面修饰;化学接枝;层层自组装   
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        发布时间：2021-03-19
      • 郄晶晶,韦宾,张立群,岳冬梅
        2012(10): 1170-1176. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12036
        摘要： 合成了一种新型含薄荷醇基苯氧基丙炔膦酰胺单体 (1a) 和含不同长度MPEG侧链的丙炔酸酯单体 (1b~3b) .采用柱层析及诱导结晶拆分对映体 (1a) ,31P-NMR表征可知对映体 1a 可成功拆分,以(nbd)Rh+［6-C6H5B-(C6H5)3］为催化剂,对单体 1a 进行均聚,单体 1a与1b~3b 进行共聚 ,制得产率42.6%~80.3%,相对数均分子量Mn=1.8104~2.4104的聚合物.圆二色光谱(CD)紫外(UV-Vis)表征发现聚合物具有很强的光学活性且能形成单一方向的螺旋构象.探究发现随共聚物中 b 嵌段分子量增加其螺旋性能逐渐增强,研究发现不同配比的CH3Cl/CH3OH混合溶剂对均聚物及共聚物二级结构的影响差异显著.聚合物在不同溶剂中可以组装成球形以及棒状等形态.  
        关键词：膦手性;螺旋构象;聚丙炔;自组装   
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        发布时间：2021-03-19

        研究简报

      • 阮超,杨荣,钟海艺,陈力,王玉忠
        2012(10): 1177-1182. DOI: 10.3724/SP.J.1105.2012.12031
        摘要： 以联苯二甲酸二甲酯、二甘醇和9,10-二氢-9-氧杂-10磷酰杂菲-对苯二酚二羟乙基醚(DOPO-HQ-HE) 为单体,通过无规共聚合成了一种新型含磷液晶共聚酯(PDEBP).用1H-NMR对共聚酯的结构进行了表征,用TGA、DSC和POM对其热性能及液晶行为进行了研究.结果表明,阻燃单体DOPO-HQ-HE的引入不会降低共聚酯的热稳定性,含7.5 mol%DOPO-HQ-HE的共聚酯PDEBP7.5在700℃的氮气氛中的残余物(WtR700)可达31.9 wt%,并且具有很好的阻燃性.DOPO-HQ-HE含量的增加对共聚酯的结晶性有较大的破坏,5 mol%DOPO-HQ-HE的共聚酯PDEBP5的清亮点温度为154.2℃,焓变为4.64 J/g,而PDEBP7.5在POM测试中在升温及降温过程中均难观察到液晶相的双折射现象.  
        关键词：液晶聚合物;联苯二甲酸;含磷单体;合成;阻燃   
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        发布时间：2021-03-19
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