最新刊期
      2017 年 第 30 卷 8 期

        综述

      • 李梦龙,叶辰,付杨明
        2017, 30(8): 1-7. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.001
        摘要：离子传感器的检测对象主要是在水中痕量存在的、但对人体健康或生态环境有重大影响的离子。石墨烯独特的热学、电学与机械性质使得其在离子传感领域受到广泛的关注。目前，人们通过对石墨烯进行修饰和功能化，得到了石墨烯的诸多衍生物和相关的复合材料，满足了不同条件下的传感要求。本文主要选取了石墨烯及其衍生物在Hg2+、Pb2+、Cu2+、K+等传感中的应用进行了简要介绍，对这些石墨烯及其衍生物基离子传感器的传感机理进行了概括性说明，并对石墨烯及其衍生物基离子传感器的发展趋势进行了展望。  
        关键词：石墨烯;离子传感;金属离子;传感器   
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        发布时间：2022-09-06
      • 余露佳,轩钦,赵宁,徐坚
        2017, 30(8): 8-17. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.002
        摘要：海洋贻贝类生物的足丝分泌蛋白几乎能够在所有基底材料上实现高强度、高韧性的粘附，且不受水或者潮湿环境影响。这种环境友好、条件温和的高效生物粘附剂引起了研究人员的兴趣，尤其在粘附机理和应用前景方面更是研究人员关注的重点。大量研究表明，贻贝超强的粘附能力与其分泌的粘附蛋白中高含量的3，4-二羟基苯丙氨酸（多巴，DOPA）单元相关。受贻贝粘附蛋白的启发，人们研究发现，多巴胺（DA）分子具有与之相似的官能团，聚合后有相似分子结构，使用聚多巴胺替代聚多巴，可以在基体表面达到相似的粘附性能。本文简单介绍了仿贻贝粘性物质中的代表多巴胺自聚合形成聚多巴胺（PDA）与粘附机理，并重点介绍了近年来DOPA衍生物在表面改性、催化、生物防污及生物医学领域的应用和前景。  
        关键词：贻贝粘附;多巴胺;仿生   
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      • 郭玉雄,崔可建,轩钦,张昀,张路姚,罗倪,王晓龙
        2017, 30(8): 18-26. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.003
        摘要：3D打印（亦称增材制造）技术因其独特的材料成型优势，在组织工程、航空航天、汽车制造、以及电子工业等众多领域显示出巨大的应用潜力。然而，在实际生物医学应用中，3D打印生物器件和组织器官除了要求具有复杂的结构和优异的生物学性能外，其打印结构的表面性质也需满足某些特定的要求，如3D打印组织骨架和器官必须具有生物相容性、抗菌性及细胞粘附性等。因此，将3D打印与传统表面修饰技术相结合，在不改变材料三维结构的基础上调控其表面生物化学性质，从而赋予3D打印生物骨架器官多功能化，可实现更为广泛的应用。本文以3D打印生物骨架及器官的表面修饰为主要内容对就近年来3D打印生物医用材料的最新研究进展进行了综述。  
        关键词：3D打印;表面修饰;组织工程   
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      • 戴佳,袁文静
        2017, 30(8): 27-38. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.004
        摘要：模拟肌肉组织进行信息传递、能量转换、传动的人工肌肉驱动器成为新材料研发焦点。智能聚合物可以对外界刺激发生响应，产生形变，是制备人工肌肉的良好材料，已被广泛地用于机器人与智能机械系统，成为众多肌肉驱动器中的研究重点。本文主要总结电机械聚合物人工肌肉材料的研究进展，论述了静电作用、电热驱动、水/湿度驱动三种驱动方式的工作机理和研究进展，分析了聚合物人工肌肉材料驱动器发展过程中受到限制的关键因素，并对未来人工肌肉材料研究提出展望。  
        关键词：人工肌肉;电机械;静电作用;电热;湿度   
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      • 陈晓丹,蒋国霞
        2017, 30(8): 39-47. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.005
        摘要：自修复材料的概念源于对生物体自愈合现象的仿生研究，该类材料在受到损伤时可进行自修复并恢复一定程度的力学等性能。对高分子材料而言，其受机械力损伤后一般发生大分子链均裂或异裂而使材料产生微裂纹，此类微裂纹很难探测，而微裂纹的产生往往会引起高分子材料失效，因此快速修复微裂纹对诸多工程领域的高分子材料来讲尤为重要。本文从外源型及本征型自修复高分子材料两个方面，综述了近五年自修复高分子材料的研究进展，并对其今后发展进行了展望。  
        关键词：自修复;高分子材料;外援型;本征型   
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      • 黄聪聪,郭益廷
        2017, 30(8): 48-56. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.006
        摘要：高分子负载金属催化剂与传统的均相催化剂相比，具有较高的催化活性、立体选择性、较好的稳定性和重复使用性能，并且后处理简单，在反应完成后可方便地借助固-液分离方法将高分子催化剂与反应体系中其他组分分离、再生和重复使用，可降低成本和减少环境污染。本文综述了近五年来高分子负载贵金属类催化剂在有机反应中的最新应用，根据金属不同将其分为钌、钯、银、金四大类，并分类介绍了其在不同固相反应中的应用。本文介绍的负载贵金属类催化剂中的负载物均为不溶性聚合物，但不包括二氧化硅、可溶性聚合物和树枝状大分子等。  
        关键词：高分子负载贵金属类催化剂;有机固相反应;不溶性聚合物   
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      • 李辉,顾林,余海斌
        2017, 30(8): 57-61. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.007
        摘要：目前全球制备碳纤维主要以聚丙烯腈（PAN）或沥青为原丝，但是这类碳纤维制备成本高，限制了其自动化工业领域的大规模应用。木质素由于具有较高的含碳量和碳化收率高，其可以作为前驱体来制备碳纤维。作为一种新型材料，木质素基碳纤维因其具有价格低廉、环保、原料丰富、可实现废弃资源再生利用等优点而备受关注。本文详细介绍了木质素的分类及结构特征，阐述了不同纺丝方法制备的碳纤维的力学性能，并对其未来发展进行展望。  
        关键词：木质素;碳纤维;前驱体;纺丝   
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      • 许新龙,顾一鸣,张帆
        2017, 30(8): 62-66. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.008
        摘要：质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种清洁高效的能量转换装置，具有比功率高、稳定性好、易于启动等优点，是未来可移动动力源的理想候选。成本和寿命是阻碍PEMFC商业化的主要原因，寻找新型材料是解决这两大问题的必然选择，也是近年来质子交换膜研究的热点和重点。本文介绍了几种质子交换膜材料的研究进展，主要包括聚合物型、陶瓷型和有机-无机复合型，讨论了各种膜材料的特点，并对其未来的发展加以展望。  
        关键词：燃料电池;质子交换膜;聚合物型;陶瓷型;有机-无机复合型   
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      • 罗业燊,谢炎坤,郭玉玥
        2017, 30(8): 67-71. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.009
        摘要：随着工业化进程加快，人类活动加剧，各种环境问题日益突出，水污染首当其冲。工业生产和日常生活排放的有毒重金属离子和有机废物等造成了严重的水体污染。因此，开发出一种实用有效的吸附剂迫在眉睫。研究发现，天然纤维素可以用作吸附剂，通过化学改性可以显著增强其吸附性能。本文主要概述了纤维素吸附剂的物理化学性质、吸附机理及化学改性研究。从现有文献发现纤维素吸附剂具有十分广阔的应用前景，但工业化生产应用还存在一定的困难，需做进一步的研究。  
        关键词：纤维素;吸附剂;化学改性;水污染   
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      • 肖飞,冯梧桐,臧晓玲
        2017, 30(8): 72-77. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.010
        摘要：环氧树脂作为一种优异的树脂基体，被广泛地应用于众多领域，但因其极易燃烧，所以常常需要对其进行阻燃处理。本文简要综述了近几年有机磷系化合物及石墨烯阻燃环氧树脂的研究进展，其中有机磷系化合物阻燃部分重点介绍了以阻燃剂中间体9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）及其衍生物和聚磷酸铵（APP）为代表的含磷阻燃剂在环氧树脂中的阻燃机理和阻燃进展；同时也介绍了石墨烯及其衍生物在环氧树脂阻燃领域的最新研究进展，并对其发展前景进行了展望。  
        关键词：环氧树脂;阻燃;含磷化合物;石墨烯   
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      • 刘旭,杜奥冰
        2017, 30(8): 78-85. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.011
        摘要：近几十年，二次锂电池作为重要的储能装置得到迅猛发展，而开发高性能的锂电池电极材料一直是电化学能源领域的研究热点之一。与传统无机正极材料相比，聚合物正极材料具有比容量高、柔软性好、廉价易得、环境友好、加工方便、可设计性强等诸多优点。本文综述了导电聚合物、共轭羰基聚合物以及含硫聚合物正极材料的结构特点、电极反应机理、电化学性能和近五年来的重大研究进展，总结了这三类聚合物电极材料的优缺点，并重点介绍了含硫聚合物电极材料中存在的问题及改进手段，最后提出了综合这三类聚合物优点的含硫共轭导电聚合物将会是该领域的研究方向。  
        关键词：二次锂电池;聚合物正极材料;导电聚合物;共轭羰基聚合物;含硫聚合物   
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      • 唐嘉仪,罗佳斯,卢帅
        2017, 30(8): 86-95. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.012
        摘要：金属有机框架材料（MOFs）是一种多孔聚合物材料，其相关研究近年来取得迅速发展。MOFs是以金属离子为中心，桥连的有机配体作为支撑经延伸形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料[1]。由于其较强的功能性、较高的比表面积、超高的孔隙率以及可调控的孔道结构[2]，MOFs在储气、分离、催化、载药和光学等领域受到了极大的重视，并具有广泛的应用前景。本文从MOFs材料的结构设计出发，介绍近几年MOFs材料在能源气体（H2、CH4）的储存，H2S、CO2、有机气体分子的捕集以及医学领域（对于一些药物的吸附装载）的研究进展，并对MOFs材料在应用上存在的问题进行了阐述，对其未来的发展趋势作出展望。  
        关键词：金属有机框架材料;多孔聚合物;吸附性   
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      • 谭铭希,刘佳林
        2017, 30(8): 96-102. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2017.08.013
        摘要：近几年，聚合物太阳能电池的光电转化效率进展迅速，由5%提升至目前的11%以上，应用前景及商业化生产备受关注，但其稳定性问题一直是一个重要的限制因素。无机太阳能电池，如硅电池使用寿命长达25年，而聚合物太阳能电池因其易受氧气、水甚至光的作用而发生降解，使用寿命仅几千小时，且由于其复杂的多层结构、各层不同的降解机制以及加工方法多样，所以仍无法弄清其降解机理。本文概述了对聚合物太阳能电池的稳定性和降解过程的认识，分析讨论了活性层材料的光稳定性、本体异质结器件的反型结构、相分离的影响以及卷对卷加工（R2R）方法所产生的特殊稳定性等问题。  
        关键词：有机太阳能电池;降解;使用寿命;衰减   
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