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多巴胺改性丝胶蛋白粘合剂的制备及性能
李奕潇1 ,李智鹏1 ,吴子微1 ,王昊宇1 ,卢神州1,2 ,邢铁玲
开发具有强大水下粘附性并具有抗菌性能的粘合剂是一个挑战。通过多巴胺(DA)氧化自聚合对丝胶蛋白分子链进行湿粘附改性,并通过单宁酸(TA)对改性的蛋白分子链进行交联,制备了TA-DA/Ser粘合剂。测试结果表明:粘合剂在宏观上表现出粘弹性固态,能够提供较好的机械强度。在溶液中对丝胶蛋白成功改性,且氢键是单宁酸与改性丝胶蛋白交联的主要驱动力。粘合剂对猪皮组织的粘附强度最高达到86.22 kPa,对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)的清除率高达91.62%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为98.93%和98.17%。细胞毒性和伤口愈合实验表明,粘合剂达到细胞毒性二级标准,且对SD大鼠的伤口愈合起到促进作用。TA-DA/Ser粘合剂在无缝合伤口闭合和组织粘附中具有应用潜力。
基于低共熔体系的纳米复合凝胶的制备及其在柔性传感中的应用
杨光雨露,刘 晴,许 波,袁久刚* ,徐 进,王 平
针对目前凝胶基传感器抗冻性能差、粘附力弱等问题,以纳米氧化铝(Al2O3 NPs)为无机交联剂,丙烯酸(AA),甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA),甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)为单体,水与氯化胆碱和尿素组成的低共熔溶剂(DES)的混合体系作为分散相,制备了具有高拉伸性(>800%),优异透明性(>80%),良好导电性(>0.19 S/m),同时兼具自粘附与抗冻性能的纳米复合凝胶(NC-DES gels)。研究结果表明:制备的NC-DES gels不仅可以牢固黏附于皮肤、玻璃以及塑料等各种物质表面,而且能够随皮肤一起产生形变而不出现界面分离,同时通过电阻的变化对人体不同行为进行快速、重复、稳定地监测。基于NC-DES gels制备的柔性传感器表现出高应变灵敏度、宽应变检测范围以及良好的稳定性,在人机交互、健康监护以及运动监测等领域有广阔的应用前景。
柔性交流电致发光可穿戴纺织品的研究进展
王 珣,林玉婷,郑新蕊,胡 毅*
电致发光(Electroluminescence, EL)技术因其在照明、显示及传感等多个领域的广泛应用,已引起了众多研究者的高度关注。随着可穿戴电子设备市场的迅速扩张,探索新型材料并开发低成本、高生产效率的方法,实现高性能电致发光器件已成为当前研究的重要热点。结合近年来柔性可穿戴交流电致发光器件在光照显示、发光预警、时装等领域的前沿研究,对发光器件的结构设计、制作工艺及性能提升进行了系统性的分类综述与深入分析。同时,也对柔性交流电致发光器件未来的发展方向进行了展望。
氮、硫共掺杂近红外碳点的合成及其性能表征
汪 青1 ,胡亚洲1 ,郝淼鑫1 ,金建成
碳点具有良好的生物相容性和优异的荧光特性。近红外荧光具有深的组织穿透能力,能有效避免细胞自身荧光的背景干扰。本研究通过氮、硫掺杂的方式,制备了全可见光区域具有荧光发射的近红外荧光碳点,并利用透射电镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱和荧光光谱等多种手段对合成的近红外碳点进行表征。结果表明,所制备的近红外碳点的尺寸在1-2 nm,表面含有丰富的含氧基团。氮、硫掺杂改善了碳点的光学特性,所制备的碳点在近红外区域具有较好的荧光性质,体现了掺杂元素对碳点结构及其电子特性的积极影响。这种全可见光区域具有荧光发射的近红外荧光碳点对于实现碳点在生物成像和光热治疗等领域的高效应用具有重要意义。
步态识别智能护膝的制备及其在关节康复训练中的应用
卢 妍1 ,李 哲1 ,刘英存1 ,夏 敏1 ,李 杰2 ,方 剑1*
随着智能可穿戴产品不断涌现,兼顾舒适性与智能性的服装越来越受消费者喜爱。智能传感设备与服装相结合,可以极大地发挥智能性、舒适性和质轻性等特点,从而广泛应用于人体监测、医疗康复及运动竞技等领域。将锦纶、导电银纱线和氨纶进行编织,制备了一种弹性电容型纱线应变传感器,并将其成功集成到运动护膝中。通过合理布局传感器区域,确保传感器准确地感知人体运动,实现了具有高灵敏度和稳定性的多区域应变传感智能护膝的设计与制备。收集人体异常步态运动数据,采用高效的运动特征提取和机器学习算法对数据进行分析与识别,最终成功构建了智能关节损伤康复辅助训练系统,为康复训练领域带来了新的发展机遇。
芋突结构织物制备及其服用性能研究
许多1,2,陈泽1,刘可帅1,方剑2,徐卫林1
受芋头结构启发,针对传统织物呈二维平面结构,难以大量负载功能材料的问题,通过对其进行热湿定型处理形成不同尺寸的多维“芋突结构织物”,并与未处理的二维结构织物进行表观结构和服用性能比较。进一步采用超声缝合方式将具有保暖特性的功能材料封装至多维芋突结构织物的内部空间中,制备负载大量保暖功能材料的“芋突包埋织物”,并对其保暖性能进行测试。结果表明:经热湿定型处理后多维芋突结构织物具有良好的保型性,在力学性能基本保持不变的前提下,透气性和透湿性提高,手感风格有所改变;所制备的芋突包埋织物的保暖材料负载体积可达到1260 cm3/m2,相较未处理的二维织物保暖性能显著提升。
基于生物基碳量子点的荧光防伪纱线研制
周 乾1 ,张素菁1 ,雒智勇1 ,韩园园1 ,孙颉晴1 ,赵海光1b ,姜 伟1 ,聂 凯
为解决纺织品防伪困难的问题,创新性的将碳量子点应用于纱线染色。选用Mn2+掺杂碳量子点(Mn-C-dots)对锦纶纱线进行染色,通过TEM对碳量子点的微观形貌进行表征并利用荧光寿命和荧光量子效率对碳量子点的荧光性能进行评估,探究碳量子点结构和荧光性能之间的构效关系。优化碳量子点荧光染色锦纶纱线的工艺,并采取酸性染料、碳量子点荧光染色两步工艺套染,不仅获得了荧光变色效果,还大大提高了色彩多样性。最终,利用酸性染料拼色配色开发得到基本无色差的酸性染料染色工艺,扩大了碳量子点染色纱线制造防伪纺织品的应用场景。
一次性废弃口罩的绿色解决途径
李玉瑶1,2 ,郭奕菲2 ,颜世峰1*
受新冠肺炎疫情爆发和近年来流感频发影响,佩戴一次性口罩已形成群体意识,口罩更是成为大众去往公共场合的出行必备品。废弃的一次性口罩因其难以被完全降解的属性,被分解成塑料微粒,给生态环境带来极大的负担,且其携带的病原微生物也大大增加了疫情传播风险。通过阐述一次性口罩的材料组成,分析了废弃口罩引起的环境和疫情传播问题,重点探讨了一次性废弃口罩的绿色解决途径,聚焦口罩的回收再利用、可生物降解原料的使用以及可复用口罩的设计开发三大主要策略,以期对由废弃口罩带来的环境污染问题提供解决方案。