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新材料前沿
自组装嵌段共聚物聚集体:从胶束到囊泡及其生物学应用【摘要】学术界广泛研究了两亲性嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装能力,并将其用于各种商业产品。自组装高分子囊泡处于这场纳米技术革命的前沿,其可能的用途似乎无穷无尽,从生物医学到纳米级酶反应器。本文综述了高分子囊泡相对于小分子脂质囊泡的固有优势以及在药物传递和合成细胞反应器生物学中的潜在应用。由两亲性嵌段共聚物在嵌段选择性溶剂中形成的各种自组装结构。
由于可注射水凝胶能够通过微创途径传递到靶点,因此其在生物医学应用中受到了重要的研究关注。然而,鉴于此类水凝胶的可注射性和强力学之间的固有张力,这些材料的实际应用受到通常可实现的相对较弱的力学性能的限制。在这篇聚焦文章中,我们描述了通过三种主要策略开发可注射水凝胶机械增强方法的最新进展:操纵凝胶浓度/功能化,使用双/互穿网络结构,以及将纳米粒子/纳米纤维增强剂纳入凝胶基质。
用于高性能和自稳定发光电化学电池的多种生物电解质【摘要】发光电化学电池(LEC)是最简单和最便宜的固态照明技术,用于柔性电池/或一次性用途。然而,一个主要问题是向环保设备(发射器/电解质/电极)过渡,以满足绿色光电的要求,同时不损害设备性能。在此背景下,本研究显示了第一种应用于LEC的生物电解质,利用纤维素基电解质与典型发射器(共轭聚合物或CPs和离子过渡金属络合物或iTMCs)相结合,实现...
功能化聚天冬氨酸基材料的生物医学应用【摘要】生物相容性和可生物降解的聚合物配方在各种生物医学应用中都是必需的。在各种聚合物中,近年来广泛使用基于聚天冬氨酸衍生物的制剂,因为其简单的合成方法、生物降解性、生物相容性以及在临床前研究中的成功验证。本文综述了聚天冬氨酸聚合物在纳米医学领域的新兴潜力。具体来说,本文综述了这些基于聚合物的制剂的发展及其在生物成像、药物传递和基因传递中的应用。首先,我们...
纤维素纳米晶体用于环境友好的自组装激励掺杂多传感光子学材料摘要纤维素及其衍生物等材料正吸引着全世界越来越多的关注,以认识到它们在应对日益复杂的技术要求方面的潜力。通过使用自组装技术,可以通过可控功能来满足对多功能材料日益增长的需求。基于纤维素的光子刺激响应材料在响应外部输入时可以可逆地改变颜色。纤维素纳米晶体(CNCs)是一种可生物更新的材料,可自组装成具有彩虹色的手性向列有序结构。由于结构...
壳聚糖的化学修饰用于开发肿瘤纳米药物摘要癌症是一个尚未解决的世界性公共卫生问题。近年来,利用纳米材料将治疗药物和显像剂结合在一种制剂中的治疗方法已被开发出来,以更好地治疗癌症。尽管多种生物材料已被应用于癌症治疗,但壳聚糖(CS)是一种天然多糖,具有良好的生物相容性和生物降解性,易于修饰位点,具有开发癌症纳米药物的巨大潜力。在这篇综述中,我们试图描述CS在癌症治疗中的化学功能及其合成方法。我们...
空气中聚合物刷的基本原理和应用摘要几十年来,高密度、末端栓系聚合物形成了所谓的聚合物刷,激发了科学家们对其特性的理解,并将其应用于实际。虽然早期的研究主要集中在液体中的聚合物刷,但最近人们认识到,这些刷也可以应用于空气中。在这篇综述中,我们报告了在解开空气中刷子的基本概念方面的最新进展,例如它们的蒸汽膨胀和溶剂分配。此外,我们还概述了在空气中的大量应用(如传感、分离或智能粘合剂),其中电刷可...
PffBT4T基共轭聚合物温度相关溶液组装的变温散射和光谱表征/从中浇铸薄膜的共轭聚合物(CPs)的溶液结构对于裁剪薄膜形态从而调整器件性能至关重要。在这里,我们使用多模变温散射和光谱学工具对不同组装温度下具有不同侧链长度的聚[(5,6-二氟-2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基)-alt-(3,3‴-二烷基-2,2′; 5′,2''; 5'',2‴-四噻吩-5,5‴-二基)](PffBT4T)
开发了一种聚苯胺(PANI)衍生物,该衍生物含有一个咔唑单元,与2,5-二甲基对苯二胺(Cbz-PANI-1)共聚,并测定了其光电性能、电导率、加工性能和电化学稳定性。重要的是,该聚合物在各种溶剂中表现出良好的溶解性,这使得可以使用可扩展的喷涂和滴注方法来制造电极。Cbz-PANI-1用于制造超级电容器器件的电极
与动态共价键交联的水凝胶具有时间依赖性,使其成为从生物材料到自愈网络等各种应用的有利平台。在这项工作中,pH被用作操纵交联交换动力学的手柄,并在生理相关窗口中控制由此产生的水凝胶力学和稳定性。在pH3和pH7之间的水缓冲液中,聚乙二醇基水凝胶通过可逆的Thia-Michael加成反应交联。测定了每个pH值的键交换速率常数和平衡常数,并将这些数据与所得到的大块水凝胶的力学特性进行了关联。
证明聚乙烯吡咯烷酮(PVP)由于其独特的水溶性平衡(用于印刷)和与硝化纤维素固定相的粘附性,是聚合物、无蛋白测试线的候选产品。通过RAFT聚合制备端官能化PVP,并将生物素和半乳糖胺的模型捕获配体安装在PVP上,然后固定在硝化纤维素上。该聚合物测试线使用链霉亲和素和大豆凝集素在流通和全侧流两种形式下进行了验证,是第一个证明“全聚合物”方法安装捕获单元的方法。
通过静电纺丝制造的超细纤维是先进纤维应用的领跑者。在这项工作中,我们使用滴在基底上的流变测量来表征静电纺丝中常用的四种聚合物溶液(低分子量和高分子量聚乙烯吡咯烷酮在甲醇和水中,以及聚氧乙烯和聚乙烯醇在水中)的静电纺丝涂料的拉伸粘度。我们将通过纤维形态表征的静电纺丝性与半稀和缠结聚合物溶液的拉伸流变性联系起来,并表明高表面张力溶剂需要更高的拉伸粘度和松弛时间才能形成光滑的纤维
聚吡咯有序超大介孔立方体用于白蛋白的可控包封和释放摘要尽管近年来在多孔材料方面取得了重大进展,但具有连续大孔的导电聚合物(CPs)的可控制备仍具有挑战性,这对于储能、电催化和生物分离等多种应用非常重要。在这里,我们使用软模板策略开发了一种前所未有的有序双连续介孔PPy立方体(mPPy-cs),获得了∼45nm的超大介孔和高比表面积69.5m2g–1。mPPy-cs具有可调节表面电荷和对pH值...
美国北卡罗莱纳大学的Sergei Sheiko教授和阿克伦大学的Andrey Dobrynin教授Macromolecules上发表展望文章,总结了通过分子设计的方法来调控高分子网络力学性质的最新进展。本文介绍了以接枝链为基础的高分子网络体系,通过设计分子层面上接枝链的参数,实现了调控宏观高分子网络的力学性能。未来研究的一个方向是利用众多侧链的可功能化性
复旦大学高分子科学系丁建东教授领导的生物医用材料课题组利用计算机模拟以及高分子合成与实验相结合的方法,对PEG/PLGA热致水凝胶的凝胶结构及凝胶化机理进行了系统研究。本工作中,通过与AB类型,BAB类型嵌段共聚物水体系的凝胶化行为进行对比,丁建东课题组揭示了更具应用前景结构也更加复杂的PLGA-PEG-PLGA (ABA类型)嵌段共聚物的凝胶结构与凝胶化机理。
水凝胶离电器件的一个重要主题是模拟神经肌肉和感知神经的功能。水凝胶离电器件可以分别以人造肌肉、人造皮肤和人造神经的方式模拟上述过程中肌肉、皮肤和神经的功能。此外,第一代水凝胶离电器件还包括电致发光器件、电子光学器件、触摸屏、摩擦起电发电机、人工电鳗和GEO器件。
同济大学材料学院杜建忠教授课题组、英国华威大学 Andrew Dove 教授课题组联合在英国皇家化学会综述类刊物 Chemical Society Reviews 发表综述,总结了可供脂肪干细胞生长的各类水凝胶支架材料的合成与应用方面的最新研究进展,叙述了该领域的现有挑战和未来发展。
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