最新刊期
      2025年第38卷第11期

        综述

      • 聚乙炔导电材料的研究进展

        程渝斐, 范望喜
        2025, 38(11): 1591-1603. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.190
        摘要：聚乙炔(polyacetylene，PA)是首个被发现的导电聚合物，其衍生物在有机电子领域一直占据重要地位。为了弥补PA在应用中存在的稳定性差与导电性低的缺陷，近年来研究人员创造了许多共聚、催化的新方法和改性手段，有效降低了其在空气中的降解速率，使其热稳定性得到了显著提高(其分解温度由80 ℃提高到了150 ℃)。同时，掺杂体系从传统的无机掺杂体系拓展到新型有机-无机掺杂体系，将掺杂聚乙炔的电导率由1.7×10−9 S/cm提高到了1.8×103 S/cm，使其后续在新能源电池材料、智能穿戴、机器人传感等领域的应用具有广阔的市场前景。  
        关键词：聚乙炔;稳定性;导电性   
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        更新时间：2025-10-30

      • 高压诱导高分子多层级结构演化与性能调控研究进展

        童凯权, 邱东
        2025, 38(11): 1604-1617. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.216
        摘要：高压科学作为一门新兴的跨学科研究领域，通过调控非平衡态热力学参数，为开发新型材料的结构与性能提供了独特的研究手段。该方法在金属和无机非金属材料研究中已取得显著进展。然而，对于高分子体系，受限于表征技术及其复杂结构特性，高压条件下的相关研究相对较少。本文基于高分子物理基础理论，系统总结了高压条件下高分子材料的结构演变规律，包括分子链运动、自由体积效应、玻璃化转变及结晶行为，阐述了由此产生的力学性能与功能特性变化，并进一步探讨了当前高压高分子研究领域的关键挑战与未来发展方向。  
        关键词：高压;高分子;结构演化;性能调控   
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        更新时间：2025-10-30

        研究论文

      • 疏水导电柔性复合织物制备及其拉伸传感性能

        孔雀, 栗志广
        2025, 38(11): 1618-1625. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.112
        摘要：采用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)作为低表面能修饰剂，以氨棉混纺织物为柔性基底，通过界面氧化还原聚合反应原位负载聚吡咯(PPy)导电层，开发一种兼具高导电性与疏水功能的柔性复合织物。利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)表征织物的微观形貌及化学结构，测试其电学性能和接触角，并探究PPy浓度、HDTMS处理工艺对织物导电性能的调控规律。结果表明，经优化工艺制备的HDTMS/PPy/氨棉织物表现出优异的疏水性能(接触角达到121.3°)和稳定的导电性(方块电阻为140.67 Ω/□)。此外，该复合织物在弯曲循环测试中展现出高灵敏度与耐久性，同时具备显著的抗污性能，为多功能柔性可穿戴电子器件的设计与应用提供新思路。  
        关键词：疏水性能;氨棉混纺织物;聚吡咯;导电织物;拉伸传感性能   
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        更新时间：2025-10-30

      • 明胶/聚氧化乙烯/肉桂醛芯壳纤维界面调控与制备

        马智瑜, 房磊, 包伟, 房宽峻
        2025, 38(11): 1626-1638. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.160
        摘要：芯壳纤维作为具有包埋与封装功能的微纳米材料，在药物控释、组织工程和智能纺织品等领域具有重要应用价值。本研究采用微流控旋转纺丝技术，以明胶(gelatin, GEL)/聚氧化乙烯(polyethylene oxide, PEO)为壳层、肉桂醛(cinnamaldehyde, CA)/PEO为芯层制备芯壳纤维，重点探究PEO质量分数(40和60 mg/g)对体系的影响。实验表明，60 mg/g PEO壳液具有更高的黏度(28906 mPa·s)和更大的接触角(91.2°)，显著延缓了芯液铺展。所制备的纤维呈现均匀平行排列结构(平均直径(1865.0±16.9) nm)，并成功包埋CA活性成分。纤维表现出优异的亲水性和独特力学性能(抗拉强度0.8 MPa，断裂伸长率0.8%)，这源于GEL刚性网络与PEO柔性链的协同作用。研究揭示了芯壳界面演化的三阶段过程：初始黏度差驱动渗透、中期黏弹性网络松弛调控重组、最终达到面张力平衡。高PEO浓度通过增强黏弹性网络有效抑制芯液扩散，形成稳定界面结构。该研究为功能性芯壳纤维的可控制备提供了理论依据。  
        关键词：芯壳纤维;界面调控;明胶;聚氧化乙烯;肉桂醛   
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        更新时间：2025-10-30

      • 高强芳纶纳米纤维柔性电磁屏蔽复合薄膜的研究

        文欣欣, 张哲, 董杰, 赵昕, 滕翠青
        2025, 38(11): 1639-1650. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.169
        摘要：芳纶纳米纤维(ANF)因其优异的机械性能和耐高温特性，常被用作聚合物基体或增强相，与功能性填料复合以制备高性能多功能复合材料。本研究采用真空辅助抽滤，结合热压成型工艺制备出双层结构ANF/碳化钛纳米片(MXene)@银纳米线(AgNW)电磁屏蔽复合薄膜，以二维MXene和一维AgNW构筑三维网络为高效导电层，ANF为聚合物增强层，系统研究双层结构和不同组分协同对复合薄膜力学性能、导电性能、电磁屏蔽(EMI)性能和导热性能的影响规律。研究结果表明：由于MXene、AgNW以及ANF之间存在丰富的氢键相互作用以及强韧的ANF层作为框架支撑结构，保证了整体结构的稳定性，并提高了复合薄膜的力学强度和电磁屏蔽性能。当MXene@AgNW含量为40 wt%时，复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为200.9 MPa和15.5%，电导率和电磁屏蔽效能(EMI SE)分别为751 S/cm和53.1 dB。此外，ANF/MXene@AgNW复合薄膜还展现出优良的柔韧性、耐久性以及导热性能，使得其在智能和柔性可穿戴电子产品设备的电磁屏蔽方面展现出良好前景。  
        关键词：芳纶纳米纤维;碳化钛纳米片;电磁屏蔽;复合薄膜   
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        更新时间：2025-10-30

      • 乙基纤维素基微胶囊的制备及其吸附性能

        马国艳, 魏雯婧, 杨兴旺, 吝登峰, 杨延哲
        2025, 38(11): 1651-1658. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.203
        摘要：以乙基纤维素(EC)为壳层材料，对十四烷酸进行包覆，制备了一种乙基纤维素基微胶囊EASK，旨在解决染料废水污染问题。通过傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行了表征。以亚甲基蓝为模型污染物，考察了不同吸附时间、温度以及初始浓度条件下，EASK对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明，EASK是以EC为壁材，十四烷酸为芯材的微胶囊；其对亚甲基蓝的去除率可达84.13%，最大平衡吸附浓度为35.10 mg·g−1。通过Langmuir等温模型拟合，其理论最大平衡吸附容量可达51.20 mg·g−1。吸附热力学计算结果表明，该吸附反应为自发吸热过程。此外，EASK在经过5次吸附循环再生后，平衡吸附容量仍能达到初始平衡吸附容量的80.5%，显示出良好的吸附性能和可重复使用性。  
        关键词：乙基纤维素;微胶囊;吸附性能;亚甲基蓝;水处理技术   
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        更新时间：2025-10-30

      • 微环境响应铜氮掺杂纳米平台用于化学动力学抗菌的研究

        张丽珍, 张利娜, 杨冬业, 黄夕洋, 杨婷
        2025, 38(11): 1659-1670. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.179
        摘要：抗生素耐药性对人类健康构成重大威胁，因此，开发有效的替代抗菌剂十分必要。化学动力学疗法(chemodynamic therapy，CDT)因细菌耐药性极低、抗菌效率较高而被广泛研究。本研究开发了一种响应细菌微环境的铜氮掺杂纳米平台，该平台利用细菌微环境中过表达产生的过氧化氢，通过类芬顿反应产生高毒性羟基自由基，从而抑制细菌生长。通过抑菌生长曲线实验、最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration，MIC)和最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration，MBC)测定，以及打孔法和平板法抑菌实验，表明制备的铜氮掺杂碳点对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus，S. aureus)和革兰氏阴性大肠杆菌(Escherichia coli，E. coli)均具有良好的杀菌效果。本研究为设计与开发新型抗菌剂提供了重要参考。  
        关键词：细菌微环境;化学动力学抗菌;铜氮掺杂纳米平台   
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        更新时间：2025-10-30
      • 刘美琴, 袁鸿, 张博, 蒋迎忠, 赵玉梅, 石红翠
        2025, 38(11): 1671-1684. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.180
        摘要：合成了氨基甲酸酯基/脲键摩尔比分别为10/90、25/75和40/60的聚酯型聚氨酯(PU)，系统研究了小分子二元醇结构与氨基甲酸酯基/脲键的摩尔比对PU在水老化过程中氢键作用、吸水行为及力学性能的影响。结果表明：聚酯型PU在水浸初期24 h，水分子优先与软段酯羰基形成氢键作用，酯羰基的氢键化比例呈较大幅度上升趋势，游离酯羰基比例呈下降趋势；随着老化时间延长至720 h，氨酯羰基与水之间形成多种新型氢键，由结构对称性强的小分子二元醇(如1,4-丁二醇(BDO)、乙二醇(EG)、新戊二醇(NPG))合成的PU-B1、PU-E1和PU-N1，表现出更为显著的氢键重构现象，而由结构不对称、结晶性弱的1,2-丙二醇(PG)合成的PU-P系列则以原有氢键断裂为主。吸水率随浸泡老化时间延长持续增加，且小分子二元醇的结晶性对PU的吸水能力具有较强抑制作用。当氨基甲酸酯基/脲键摩尔比为40/60时，PU-B3吸水率最低(3.34%)，PU-P3最高(8.43%)。力学性能测试结果显示，老化720 h后，PU-B1、PU-E1与PU-N1仍保持较高的拉伸强度和应力响应，表现出典型的拉伸硬化行为；而PU-P2与PU-P3则应力-应变曲线趋于平缓，力学性能显著下降。上述性能劣化主要源于原有氢键的断裂或其结合强度的降低，导致聚氨酯分子间作用力减弱。同时，水分子对部分硬段相微区的侵蚀以及软段的增塑效应亦对性能下降起协同作用。  
        关键词：聚酯型聚氨酯;小分子二元醇结构;水老化;氢键作用;力学性能   
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        更新时间：2025-10-30

      • 聚硫酸(酰胺)酯超滤膜制备及性能研究

        巩恩辉
        2025, 38(11): 1685-1692. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.159
        摘要：以聚硫酸(酰胺)酯为原料、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂，通过相转化法制备了具有高水渗透性和优异抗污染性能的新型聚硫酸(酰胺)酯超滤膜。实验结果表明，随着聚硫酸(酰胺)酯含量的增加，超滤膜的亲水性和抗污染性能显著提高。当聚硫酸(酰胺)酯质量分数为18 wt%时，所制备的超滤膜对腐植酸溶液的截留率达到88.65%，同时保持85.25%的通量恢复率，这为高性能超滤膜的制备提供了重要参考。  
        关键词：聚硫酸(酰胺)酯;超滤;相转化;抗污染   
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        更新时间：2025-10-30
      • 史梦芝, 王薇
        2025, 38(11): 1693-1703. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.206
        摘要：为克服聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面能低、亲水性差、易被污染、使用寿命短等缺点，选用经羟基功能化后的多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)作为改性剂，采用低温热致相分离(L-TIPS)法制备得到MWCNTs-OH/PVDF共混膜。研究了MWCNTs-OH的质量分数对膜的微观结构、过滤性能、力学性能、亲水性以及抗污染性能的影响，结果表明：随着MWCNTs-OH质量分数的增加，共混膜的纯水通量呈先增大后减小的趋势，MWCNTs-OH为0.04 wt%时水通量达到最大，为508.94 L/(m2·h)；MWCNTs-OH的加入使膜对聚乙二醇10000 (PEG10000)的截留率在一定程度上有所提高，MWCNTs-OH为0.03 wt%时截留率达到最大，为95.9%；膜的拉伸强度与断裂伸长率均表现为先增大后减小的趋势，MWCNTs-OH为0.04 wt%时达到最大，分别为2.69 MPa和77.3%；抗污染性能测试结果显示，当铸膜液中含有MWCNTs-OH时，膜的平均粗糙度由0.354 μm (MWCNTs-OH为0 wt%)减小为0.056 μm (MWCNTs-OH为0.04 wt%)，经牛血清蛋白(BSA)污染后的通量恢复率能够达到93.67% (MWCNTs-OH为0.04 wt%)。综上所述，通过在铸膜液中添加经改性后的多壁碳纳米管，可以有效改善PVDF膜的综合性能，从而使其在应用中的表现更为优异。  
        关键词：聚偏氟乙烯;羟基化多壁碳纳米管;共混膜;亲水性;抗污染性   
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        更新时间：2025-10-30

        教育与教学

      • 郑澜, 李峥, 李寒莹, 胡昌翠, 李天瑜
        2025, 38(11): 1704-1712. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.119
        摘要：探究实践是提升小学生科学核心素养的重要途径，也是引导学生探索一个科学现象从“不可能”到“可能”的必经之路。传统金属导体在质量、柔性与制备成本等方面的局限，催生了柔性导电材料的技术革新，进而为电子科技发展提供了全新路径。本研究基于中小学科学教育需求，设计科普实验课程：制备聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)导电纸实现普通纸张的导电功能化改造，引入十二烷基苯磺酸(DBSA)改性技术进一步优化其导电性能，系统对比普通纸(绝缘体)、基础导电纸(半导体)和改性导电纸的电阻特性差异。基于戴维·库伯提出的“学习圈”理论，创新设计了强调持续反思与动手实践相结合的实验流程，引导学生对实验进行“观察—测量—分析—反思”，帮助学生理解背后的原理，突破纸张不能导电的思维定式，认识新材料在柔性电子领域的应用潜力，培养青少年的科学认知态度与创新思维能力。  
        关键词：导电纸;聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸;科普实验   
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        更新时间：2025-10-30

      • 天津工业大学纤维材料特色人才培养模式的实践与探索

        何洋, 王彦杰, 冯霞, 赵义平, 陈莉
        2025, 38(11): 1713-1720. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.25.175
        摘要：针对传统纤维材料人才培养中存在的“学生逃离行业、教学脱离前沿、校企合作不畅”等核心问题，天津工业大学材料科学与工程学院以国家战略需求和纤维产业转型升级为导向，提出并实施了以“四链交融”为核心的创新人才培养模式，形成专业课程链、实验实践链、创新创业链和企业产业链相融合的特色体系。学院实施了拔尖创新班与卓越工程班“一体两翼”的培养模式，实现理工融合与工工交叉并行。建立了涵盖新时代课程思政、新课程内容、新教学方式、新评价模式“四新”特色课程体系，并构建了多层次纤维材料课程体系和产教融合协同育人模式，强化学生的创新实践能力和工程素养。改革后，学生升学率超过40%，就业率稳定在90%以上，企业满意度得到了显著提高，实现了从“要我学纤维”到“我要学纤维”的根本转变，为行业输送了高质量创新型人才，为纤维材料特色人才培养探索了一条有效的改革路径。  
        关键词：纤维材料;创新人才培养;教学改革;工程教育;产教融合   
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