新型聚类肽生物高分子材料及其在生物医用领域的应用

聚类肽高分子是一种具有良好生物相容性的新型生物高分子材料.聚类肽高分子具有与聚肽高分子相似的主链结构,其取代基位于主链氮原子上,其主链上不含有手性中心和–NH···O=C–氢键相互作用.因此,聚类肽高分子具有较为柔顺的主链结构、良好的溶解性,以及优异的蛋白酶稳定性.此外,聚类肽高分子的性能主要由侧链结构和性质决定,通过对聚类肽高分子侧链结构的合理设计,可以有效调控其性能.聚类肽高分子具有类似蛋白质的主链结构,从而使其具有优良的生物相容性以及潜在的生物活性.本文首先对聚类肽高分子这类新型高分子材料进行了介绍,进一步对聚类肽高分子常用的合成方法、刺激响应性聚类肽高分子材料、分子自组装构筑新型微纳结构进行了概述,最后对聚类肽高分子在抗菌、防污涂层、基因转染、药物传递、以及诊疗学等生物医用领域的相关应用及其未来的发展进行了详细的总结阐述.     

基于脂肪族聚酯的形状记忆材料

形状记忆高分子材料是一种能记住变形前形状,并在一定环境刺激下得到回复的智能材料.其独特的性质使其可以应用于生物医用、电线电缆、汽车工业、航空航天等领域.脂肪族聚酯以其优异的生物相容性、生物降解性,以及适合的热转变温度范围,在具有形状记忆功能的生物医用材料的设计开发中扮演着越来越重要的角色.本文重点介绍了以聚乳酸(PLA)、聚对二氧环己酮(PPDO)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚十五烷酸酯(PPDL)和聚己内酯(PCL)等为基本组成链段,以物理交联和化学交联为网点结构的脂肪族聚酯共聚物、交联网络及互穿网络在形状记忆材料设计中的应用,阐述了链段拓扑结构对形状记忆行为的影响.     

五氯化锑掺杂聚苯硫醚的物理、化学效应

近年来对导电高分子的研究引起了各国的普遍关注,人们业已发现许多分子主链具共轭延伸的聚合物,如聚乙炔、聚苯撑、聚吡咯、聚噻吩、聚苯硫醚等,经某些电子受体或供体掺杂(Doping)作用后,导电性可发生十几个数量级飞跃。聚合物导电性大小及其稳定性都可能与聚合物和掺杂剂间的配合有关。因此,了解掺杂过程的机理对指导制备导电性良好     

多功能高分子材料及其重要应用

新型高分于材料的研究是化学科学与材料科学两大学科交叉渗透形成的前沿热点研究领域。芳香族聚合物材料由于具有特异的多功能如导电性、液晶性、电色性、生物传感性和分离性等,因而近年来受到越来越多的国内外研究者的关注,２０００年诺贝尔化学奖授予了在导电高分子材料研究方面做出开创性研究的美国艾伦·马克迪尔米德、艾伦·黑格和日本白川英树三位高分子材料科学家就充分说明了这一点。     

聚苯基单醚喹噁啉的电化学氧化

自1977年导电聚乙炔问世以来,化学家在制备和研究新型导电高分子方面进行了大量的工作。除具有金属导电性的聚乙炔、聚吡咯和聚噻吩的研究外,对可溶性芳杂环高分子掺杂的研究开始引起了人们的重视。通过化学或电化学掺杂方法,使具有刚性的、共平面梯形或阶梯形结构的高分子发生氧化还原作用,而从优良的电绝缘高分子材料转变成导电的或具有半导性的高分子材料。     

生物可降解高分子形状记忆合金的研究和进展

高分子形状记忆材料近年来吸引了许多研究者的目光, 因其低廉的成本、优异的加工性能、良好的回复性、多变的力学和物理性能等优势迅速地发展起来. 但随着石油紧缺和全球暖化等问题, 开发绿色、可降解的生物高分子形状记忆材料成为新的发展趋势. 其中, 绿色材料聚乳酸以其优异的力学强度、生物降解性和生物相容性, 在可降解的生物高分子形状记忆材料的研究和应用方面有很大的发展前景. 本文主要就生物可降解高分子形状记忆材料的发展现状、形状记忆机理、材料选择和国内外最新研究进展等进行了介绍、评述和展望.     

可控降解性能的生物活性玻璃的制备及其生物活性研究

生物活性玻璃和生物陶瓷材料因其优异的生物相容性而引起广泛关注, 然而现有材料的生物降解性能限制了其在骨组织工程领域的应用. 通过高温熔融法制备了硼硅酸盐生物活性玻璃, 研究显示此类玻璃不仅表现出良好的生物相容性和生物活性, 且在体外含磷溶液中具有完全降解的特性, 降解速率可由玻璃的成分加以控制. XRD和FTIR等实验结果表明, 硼硅酸盐生物玻璃的降解产物为碳酸羟基磷灰石, 接近于人体骨的无机矿物成分.     

纳米羟基磷灰石/胶原/磷酸丝氨酸仿生复合骨组织工程支架材料的制备及表征

制备仿生型骨组织工程支架复合材料, 观察并分析支架的结构特征、矿化性能、细胞相容性及体内骨修复性能. 将纳米羟基磷灰石粉体、胶原蛋白溶液和磷酸丝氨酸按比例混合, 搅拌均匀, 再进行交联处理, 最后冷冻干燥得到支架材料. 所制备的复合支架材料具有三维多孔的微观结构; 在模拟体液中的矿化产物其形态受复合材料中有机成分的调控; 该复合支架具有良好的生物相容性, MC3T3-E1细胞在支架上黏附、拓展并可与材料相互作用; 植入骨缺损12周后能够促进新骨形成. 纳米羟基磷灰石-胶原蛋白-磷酸丝氨酸(nHA-COL-PS)支架材料是性能良好的组织工程支架材料, 可用于骨缺损的修复.     

多层复合透明导电薄膜研究进展

透明导电薄膜(TCF)兼具良好的导电性和透光性,已作为电极被广泛应用于光电器件领域.目前普遍使用的透明电极主要是铟锡氧化物(ITO)和掺铝氧化锌等透明导电氧化物(TCO)薄膜,但由于ITO的生产需要稀缺原材料铟,而其他TCO薄膜的导电性和可见光透明性尚需提高,并且由于氧化物材料固有的脆性,TCO薄膜的柔性较差,不能完全满足当前柔性电子器件的发展需求.因而,对于具有优异性能的无铟、柔性TCF的研究近年来受到研究者的广泛关注.基于介质/金属/介质结构的多层复合TCF同时具有高的电导率、透光性以及良好的机械柔性,可以满足目前柔性电子器件的应用需求,而且其还具有功函数可通过选择介质层材料调节、可利用连续的卷对卷技术室温下在廉价塑料衬底上沉积等独特优势,因而更具实用价值.本文简要综述了近几年基于介质/金属/介质结构的多层复合TCF的研究工作,首先分析了其透光率和面电阻对各层材料种类及厚度的依赖关系,然后介绍了多层复合TCF的结构类型,接着讨论了改善其综合光电性能的技术,最后分析了其在光电器件领域应用时应考虑的其他重要性质.     

塑料导体

导电聚合物(塑料)业已接近技术突破的边缘。现已制成两种导电聚合物聚乙炔(PAC)和聚吡咯(PPY)的复合物。这种复合物克服了单种聚合物固有的缺点。 PAC具有塑料的全部机械性能的优点,加之有高的多孔性、大的表面积(作为电极材料这是极好的)。但它在空气和水中经常不稳定,并易于失去其导电性。这就严重地限制了它在轻型电池中的应用。另一方面,PPY则十分稳定,并能保持其导电性,但它的机械性能差而且很脆。美国IBM实验室制成的PPY和PAC的复合物克服了PPY的缺点。其方法是在铂电极上涂复PAC膜,将它作为电解液中含有吡咯的电化学电池的部件。吡咯溶液的电聚合导致在PAC涂层内生长PPY     

不溶性纯丝素薄膜的制备及其机械性能

天然丝素蛋白由于其良好的生物相容性而成为一种具有良好应用前景的生物材料, 但其实际应用受制于其再生后的水溶性及较差的力学性能. 添加其他高分子材料提高材料力学性能会影响其生物相容性, 通过甲醇处理可以改善其不溶性, 但甲醇的毒性可能会影响其生物应用. 报道一种直接制备不溶性纯丝素薄膜而不需要甲醇处理的方法. 傅里叶红外(FTIR)和X射线衍射(XRD)光谱表明, 随浓度的增加, 薄膜中的β折叠构象增加, 当浓度为15%, 干燥温度为60℃时, 材料中的长程 α 螺旋构象基本消失, 薄膜基本不溶于水. 此条件下制备的丝素蛋白薄膜具有优异的湿态机械性能, 最高拉伸强度和断裂伸长率可以达到15.9 MPa和49.4%.     

螺环Salen-钇配合物催化四元环内酯开环聚合制备立构规整聚羟基脂肪酸酯

<正>随着塑料污染与能源资源短缺形势日益严峻,可持续发展高分子材料受到了越来越多的关注.聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHAs)是由细菌发酵制备的高分子材料,不仅具有与通用塑料非常相似的理化性质,而且拥有良好的生物可降解性、生物相容性和降解产物无毒性等特性.等规聚-3-羟基丁酸酯(isotactic poly-3-hydroxybutryte,itP3HB)是PHAs家族中最早被发现、结构最简单、最受关注、也是产量最大的成员.1926年法国科学家Lemoigne从细菌中分离出了等规P3HB(P_m>0.99,等规度P_m:等规重复单元片段在聚合物所有重复单元中所占的百分比)^[1].1982年,     

基于水溶性导电高分子材料的高灵敏度生物传感器

导电高分子材料是一类重要的有机高分子材料，目前已经在很多领域发挥了重要作用。水溶性导电高分子材料在荧光生物传感器中的应用是高分子材料科学与生物科学交叉的重要组成部分。导电高分子材料具有很高的光能采集效率和荧光特性，同时又具有“分子导线”功能。利用导电高分子材料的光能采集与电子/能量传递作用实现在荧光生物传感中的信号倍增效应可以有效地提高传感检测的灵敏度，并可以实现以此为基础的高灵敏度生物传感器。本论文对水溶性导电高分子材料通过电子传递或能量传递作用实现在基因、抗体、酶等方面的检测应用进行了综述，并探讨了实现固相传感和芯片化检测的可能性。在对已有工作进行总结的基础上，讨论了这一领域的主要研究方向。     

聚对苯乙炔及其氮取代物的能带结构和电学性质

1 引言聚对苯乙炔[Poly(p-phenylene vinylene),缩写名PPV]是一种具有可机械加工性、在空气中稳定的优良导电高分子材料。80年代中期,有关实验发现:若用H_2SO_4,AsF_5等P型掺杂剂进行掺杂。掺杂后的PPV的电导率可达10~3scm~(-1)数量级。近一、二年,又发现它具有良好的电致发光性能,并已制成PPV发光二极管。由于PPV材料具有其它导电高分子材料所少有的易拉丝和易成膜等优点,因此它作为一种导电、发光高分子新材料,在制造全塑电子线路、电器元件和超薄大面积显示屏等高新科技领域有着广泛而又诱人的应用前景。     

以多巴胺为功能单体的生物大分子印迹聚合物

分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymer, MIP)是指功能单体与模板分子组装后发生聚合,通过移除模板分子得到的聚合物.与天然抗体相比, MIP具有制备简单、成本低廉、稳定性好、可重复使用等优点,因此被广泛地用于分离富集、化学传感、药物运输及生物催化等领域.近年来,分子印迹技术的发展促进了以生物大分子特别是蛋白质为模板的印迹材料的设计、制备和应用研究.由于生物相容性好,聚合反应条件温和且容易调控,多巴胺被用作功能单体在固体基质表面通过自聚合反应印迹生物大分子.本文综述这类分子印迹聚合物的设计和制备方法,并介绍印迹材料的性能表征和应用;重点论述以蛋白质为模板的印迹聚合物,同时兼顾以其他生物大分子如多肽、低聚糖以及病毒、酵母细胞等直接作为模板的印迹聚合物的合成和表征;最后讨论该领域的未来发展趋势和存在的挑战.     

高分子材料的表面改性

高分子材料表面是介于高分子材料本体和外部环境之间的相边界，在许多时候高分子材料表面的物理和化学性质对其应用有至关重要的影响。以聚烯烃（主要是聚乙烯与聚丙烯1类塑料为例，其表面具有化学反应性低、极性小、表面能低、憎水等特点。如果不经过改性处理．塑料制品就很难进行粘接、电镀、涂饰、层压、印刷等二次加工，这会大大缩小其应用范围。近年来．关于高分子材料在生物医学上的应用研究很多，但普通高分子材料表面的生物相容性很差，如不经过表面改性而直接应用会发生不希望的蛋白质吸附和细胞粘附等问题。     

基于碳纳米材料的柔性透明导电薄膜研究进展

随着电子器件的便携化发展,柔性电子器件越来越引起人们的关注.透明导电薄膜同时具有良好的导电性和光学透过性,已作为电极被广泛应用于光电功能器件领域.然而,目前普遍使用的透明导电材料氧化铟锡(ITO)由于含有储量有限的铟元素而存在成本高的问题,并且由于氧化物本身的脆性,其所制薄膜的柔性也不理想,并不能完全满足目前柔性电子器件的发展要求.因而,对于可替代ITO的其他廉价、可大量制备、具有优异性能的柔性透明导电薄膜的研究近年来受到研究者的广泛关注.碳纳米材料因同时具备高的电子传输率、透光率以及良好的机械柔性可以满足目前柔性电子器件的应用需求,此外,碳纳米材料更具备来源广泛、制备方式灵活多样等特有优势,可以降低材料和生产成本,因而更具有实用价值.本文简要综述了近几年基于碳纳米材料(以碳纳米管和石墨烯为主)的柔性透明导电膜的研究工作,结合材料制备和性能调控以及薄膜制备(特别是连续化制备)的方法,阐述了该领域最近的研究成果及应用,最后简要讨论了基于碳纳米材料的柔性透明导电薄膜目前存在的问题及可能的发展方向.     

分子基导电聚合物吸波材料:进展与未来挑战

随着科技的发展,电磁辐射泄漏引起的电磁污染问题日趋严峻.电磁污染不仅会影响电子设备的功能,而且会对人体健康产生不良的影响.为解决这一问题,研发具有各种新颖结构的电磁波吸收材料具有重要的意义.分子基导电吸波材料因其独特的物理化学特性展现出良好的吸波潜能,吸引了研究者的广泛兴趣.本文综述了近年来有关分子基导电吸波材料的相关研究成果.首先,介绍了分子基导电吸波材料的吸波原理.然后,聚焦分子基导电吸波材料中的三大类材料,即导电高分子聚合物、导电共轭聚合物和导电金属-有机配合物吸波材料,讨论了其结构设计调控策略和吸波损耗机制.此外,本文还介绍了典型的制备分子基导电吸波材料的方法.最后,结合面向前沿的吸波材料的需求,指出了分子基导电吸波材料未来研究亟待解决的挑战.     

导电高分子微米/纳米结构材料

微米/纳米结构化的导电高分子材料不仅具有导电高分子自身的特性, 同时兼具微结构赋予的特殊功能, 从而在光、电子微型器件, 高效、快速感应器件, 微型电化学器件等方面具有广泛的应用前景. 本文着重从软、硬模板合成技术等方面综述了近几年导电高分子微米/纳米结构的制备方法, 讨论了两种技术的优缺点. 介绍了一系列导电高分子微米/纳米结构材料, 并对该研究领域进行了展望.     

部分交联聚丙烯酰胺用于毛细管凝胶电泳蛋白质分离

以高分辨低黏度可替换的部分交联聚丙烯酰胺作为毛细管凝胶电泳的分离筛分介质, 实现了溶菌酶、细胞色素C、核糖核酸酶A和胰蛋白酶4种碱性蛋白的基线分离. 该聚合物材料具有的动态涂渍能力减少了毛细管壁对蛋白质的吸附, 显著改善了分离重现性. 混合使用两种部分交联聚合物, 分离分辨率和塔板数获得进一步提高. 初步实验研究结合分离机制的解析, 这种具有多种优异性能的部分交联聚丙烯酰胺聚合物材料, 介于交联聚合物凝胶和非交联线性凝胶之间的一个中间状态, 有望在毛细管电泳以及微流控芯片电泳等生物分离领域发挥重要作用.