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Photo-responsive shape memory polymer composites enabled by doping with biomass-derived carbon nanomaterials

Nano Research 2022年第2期15卷 1383-1392页

作者： Nina Yan Zhiyu Zheng Yunliang Liu xizhi jiang Jiamin Wu Min Feng Lei Xu Qingbao Guan Haitao Li Institute of Agricultural Facilities and Equipment Jiangsu Academy of Agricultural SciencesKey Laboratory for Protected Agricultural Engineering in the Middle and Lower Reaches of Yangtze RiverMinistry of Agriculture and Rural AffairsNanjing 210014China Institute for Energy Research School of Chemistry and Chemical EngineeringJiangsu UniversityZhenjiang 212013China State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials International Joint Laboratory for Advanced Fiber and Low-dimension MaterialsCollege of Materials Science and EngineeringDonghua UniversityShanghai 201620China

As photothermal conversion agents,carbon nanomaterials are widely applied in polymers for light-triggered shape memory behaviors on account of their excellent light ***,they are usually derived from non-renewable fossil resources,which go against the demand for sustainable ***-derived carbon nanomaterials are expected as alternatives if they are designed with good dispersibility as well as splendid photothermal *** to date,very few researches focused on this ***,we report a novel light-triggered shape memory composite by incorporating renewable biomass-derived carbon nanomaterials into acrylate polymers without deep purification and *** functionalized carbon nanomaterials not only have stable dispersion in polymers as fillers,but also can endow the polymers with excellent and stable thermal and photothermal responsive properties in biological friendly *** the introduction of biomass-derived carbon nanomaterials,the mechanical properties of the composites are also further enhanced with the formation of hydrogen bonding between the carbon nanomaterials and the ***,the doping of 1%carbon nanomaterials endows the polymer with sufficient hydrogen bonds that not only exhibit excellent thermal and photothermal responsive properties,but also with enough space for the motion of *** properties make such composite a promising and safe candidate for shape memory applications,which provide a new avenue in smart fabrics or intelligent soft robotics.

关键词： biomass carbon nanomaterials shape memory polymers thermal responsive photothermal responsive

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设施内PBAT/秸秆基地膜降解特性及对番茄生长的影响

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农业工程学报 2022年第5期38卷 184-193页

作者：汪敏徐磊严旎娜蒋希芝冯敏张晓美陈罡徐寸发农业农村部长江中下游设施农业工程重点实验室江苏省农业科学院农业设施与装备研究所南京210014 江苏省农业科学院中心实验室南京210014

为了探究降解地膜在设施内的应用效果,该研究选取PBAT/秸秆基全生物降解地膜为研究对象,同时设立PE地膜组和不覆膜组进行对比,将其应用于江苏地区设施番茄生产。采用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、热分析仪、接触角测量仪、扫描电子... 详细信息

为了探究降解地膜在设施内的应用效果,该研究选取PBAT/秸秆基全生物降解地膜为研究对象,同时设立PE地膜组和不覆膜组进行对比,将其应用于江苏地区设施番茄生产。采用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、热分析仪、接触角测量仪、扫描电子显微镜和万能材料试验机探究地膜在降解过程中微观结构与形貌、力学强度的变化特性,同时测定地膜在应用过程中对番茄植株株高、茎粗和产量的影响,并进行地膜产品的综合效益分析。结果表明,PBAT/秸秆基全生物降解地膜在120 d覆膜期内物理化学性质发生一系列变化,逐步发生了降解。PE地膜在120 d覆膜期内表征和力学性能均没有明显变化,说明无降解行为发生。降解地膜对番茄生长的促进效果与PE地膜相当,且均优于不覆膜组。降解地膜组和PE地膜组的番茄果实折合667 m^(2)产量,分别比不覆膜组高出13.5%和15.0%。地膜综合效益分析表明,PBAT/秸秆基全生物降解地膜的综合效益较佳。因此,PBAT/秸秆基全生物降解地膜应用于江苏地区设施番茄栽培的效果良好,后续可在设施内外其他作物上进行推广试用。

关键词：秸秆降解地膜设施番茄聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯

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PBAT/PLA全生物降解地膜的降解性能及对石河子垦区棉花生长的影响

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农业工程学报 2022年第S01期38卷 273-282页

作者：汪敏严旎娜蒋希芝陈罡梁荣庆陈叶凡张晓美徐磊江苏省生物质复合材料与增材制造技术工程研究中心农业农村部长江中下游设施农业工程重点实验室江苏省农业科学院农业设施与装备研究所南京210014 德州学院能源与机械学院德州250023 石河子大学机械电气工程学院石河子832003 绿洲特色经济作物生产机械化教育部工程研究中心石河子832003

为探讨PBAT/PLA全生物降解地膜在新疆棉花上的应用效果,以PE地膜为对照,在新疆石河子垦区开展PBAT/PLA全生物降解地膜应用试验,系统分析了PBAT/PLA地膜的降解性能及其对土壤温湿度、棉花长势和产量的影响。结果表明:PBAT/PLA地膜降解较... 详细信息

为探讨PBAT/PLA全生物降解地膜在新疆棉花上的应用效果,以PE地膜为对照,在新疆石河子垦区开展PBAT/PLA全生物降解地膜应用试验,系统分析了PBAT/PLA地膜的降解性能及其对土壤温湿度、棉花长势和产量的影响。结果表明:PBAT/PLA地膜降解较快,在覆膜43 d即进入诱导期;红外、X射线衍射、扫描电镜等测试也表征出PBAT/PLA地膜田间降解后分子链、晶体结构和微观形貌等发生的一系列变化;在棉花生育前期,PBAT/PLA地膜膜面保持完整,增温保墒效果良好,两组出苗率一致;但随着PBAT/PLA地膜逐渐裂解,其应用效果开始下降,棉花进入盛蕾期后,PBAT/PLA地膜覆盖下土壤温度和含水率比PE地膜覆盖分别低0.30~1.15℃和2.31~3.46个百分点,最终导致PBAT/PLA地膜组的株高和茎粗较PE地膜组分别降低22.08%和12.82%,籽棉减产20.24%。因此,PBAT/PLA全生物降解地膜还需从材料分子链结构层面进行配方改良、推迟降解诱导期、提高棉田覆盖应用潜力,使其能更好在新疆棉花生产中进行试用推广。

关键词：棉花地膜降解 PBAT/PLA 石河子垦区土壤温湿度

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纸及秸秆基可降解营养钵的降解性能试验

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农业工程学报 2016年第21期32卷 235-239页

作者：蒋希芝赵永富曲萍李澧江苏省农业科学院农业设施与装备研究所南京210014

选取纸质、不腐熟秸秆和腐熟秸秆3种生物基可降解营养钵,对其降解率、分子结构及结晶度进行分析。通过土埋降解试验、红外图谱分析及X射线衍射分析,对比研究不同类型生物基可降解营养钵的降解特性。结果表明,纸质营养钵降解率最终高达8... 详细信息

选取纸质、不腐熟秸秆和腐熟秸秆3种生物基可降解营养钵,对其降解率、分子结构及结晶度进行分析。通过土埋降解试验、红外图谱分析及X射线衍射分析,对比研究不同类型生物基可降解营养钵的降解特性。结果表明,纸质营养钵降解率最终高达85%,降解效果最好。不腐熟秸秆营养钵的降解率为78%,大于腐熟秸秆营养钵的降解率47%。降解试验前后对比发现,生物基营养钵的红外吸收峰强度均不同程度的降低,分子结构发生变化,3340和2920 cm-1处吸收峰强度降低说明纤维素、半纤维素发生降解,1650 cm-1处的吸收峰降低说明木质素发生降解。经8周降解试验,纸质营养钵X射线衍射峰变化明显,强度明显降低,降解效果较好,不腐熟秸秆营养钵和腐熟秸秆营养钵在2θ=27°均出现新的衍射峰,晶型发生变化。生物基可降解营养钵降解性能优异,可有效改善环境污染问题。

关键词：秸秆降解结晶度腐熟秸秆营养钵不腐熟秸秆营养钵纸质营养钵分子结构

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竹叶抗氧化物/酪蛋白酸钠/乳清分离蛋白可食膜的制备和性能分析

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食品科学 2021年第3期42卷 266-272页

作者：汪敏陈洁莹徐磊蒋希芝冯敏农业农村部长江中下游设施农业工程重点实验室江苏省农业科学院农业设施与装备研究所江苏南京210014 江苏银宝农业科学研究院有限公司江苏盐城224014

为开发出一种具有良好性能的可食包装材料,本实验以乳清分离蛋白为成膜基质,添加竹叶抗氧化物和酪蛋白酸钠,制备竹叶抗氧化物/酪蛋白酸钠/乳清分离蛋白复合可食膜(antioxidant of bamboo leaves/sodium caseinate/whey protein isolate ... 详细信息

为开发出一种具有良好性能的可食包装材料,本实验以乳清分离蛋白为成膜基质,添加竹叶抗氧化物和酪蛋白酸钠,制备竹叶抗氧化物/酪蛋白酸钠/乳清分离蛋白复合可食膜(antioxidant of bamboo leaves/sodium caseinate/whey protein isolate composite film,ASWF),分析比较成膜材料质量比、pH值、甘油质量浓度对ASWF断裂拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过量和透光率等物理性能的影响。结果表明,成膜材料竹叶抗氧化物、酪蛋白酸钠和乳清分离蛋白质量比为1∶1∶10、pH值为8~9、甘油质量浓度为0.04 g/mL时,ASWF断裂拉伸强度和断裂伸长率分别达18.4 MPa和32.8%,水蒸气透过量为10.86 g/(m^2·d),透光率为90.2%,具备良好的物理性能。傅里叶变换红外光谱扫描分析结果表明成膜材料间具有良好的相容性。扫描电子显微镜观察结果显示ASWF表面平整光滑,横截面规则、均匀。制备的可食膜对实际试样(鱿鱼干)表现出良好的微生物抑制作用和抗氧化作用。该研究为可食膜的研制提供参考。

关键词：可食膜乳清分离蛋白竹叶抗氧化物物理性能表征抗氧化

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基于生物酶法的酰基化桑椹花青素的制备与特性

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农业工程学报 2021年第3期37卷 294-301页

作者：蒋希芝徐磊张蓓辛向东 Thomas Attaribo 桂仲争江苏科技大学生物技术学院镇江212018 农业农村部长江中下游设施农业工程重点实验室江苏省农业科学院农业设施与装备研究所南京210014 江苏银宝农业科学研究院有限公司盐城224014

为尽可能减少花青素的降解,提高其稳定性,采用生物酶法,对桑椹花青素进行酰基化修饰,并与非酰基化花青素进行对比研究。运用单因素试验筛选脂肪酶、反应溶剂和酰基供体,分析对花青素酰基转化率的影响。确定酰基化反应的优化条件为南极... 详细信息

为尽可能减少花青素的降解,提高其稳定性,采用生物酶法,对桑椹花青素进行酰基化修饰,并与非酰基化花青素进行对比研究。运用单因素试验筛选脂肪酶、反应溶剂和酰基供体,分析对花青素酰基转化率的影响。确定酰基化反应的优化条件为南极假丝酵母脂肪酶为酰基化催化酶、吡啶为催化反应溶剂、苯甲酸甲酯为酰基供体,酰基化效果最好,转化率最大为13.5%。采用傅里叶红外、高效液相色谱对产物进行分析,经鉴定,酰基化产物为单酰基或多酰基花青素。此外,研究了酰基化对花青素稳定性和抗氧化性的影响。酰基化可提高花青素的热稳定性、光稳定性和耐酸碱稳定性。相同温度下,酰基化花青素保留率提高约5.0%,光照6d后,酰基化花青素的保留率仍高达96.1%。酰基化可以显著增加花青素体外抗氧化性,增强DPPH自由基清除能力,总还原能力比非酰基化花青素提高30%,金属离子螯合能力高达90%。酰基化花青素肿瘤细胞活性抑制率可达81%,而非酰基化花青素仅为50%。该研究为花青素稳定性提高和性能改善提供参考的理论依据。

关键词：稳定性酰基化生物酶花青素抗氧化性

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Stability-Increasing Effects of Mulberry Anthocyanin by Using the Optimized Glycosyl Acylation Methods

Stability-Increasing Effects of Mulberry Anthocyanin by Usin...

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中国蚕学会第十届青年学术研讨会

作者： Bei Zhang xizhi jiang Xiangdong Xin Attaribo Thomas Yueyue Zhang Ning Zhang Ying Shao Lei Zhang Zhongzheng Gui School of Biotechnology Jiangsu University of Science and Technology Sericultural Research Institute Chinese Academy of Agricultural Sciences

The instability of anthocyanins was limited itsusage in functional foods and *** this work,to improve the stability of anthocyanin extracted from mulberry fruit,acylation of anthocyanin was performed by an optimized ***,succinic acid was screened and selected as an acyl *** the Box-Behnken design（BBD） was applied to optimize the condition of the acylation ***,anacylation anthocyanin rate could reach 78.2%.To confirm the stability of the acylation anthocyanin,the light and temperature effect was tested and it turns out the anthocyanin is much more sensitive than the acylated ***,the in-vitro antioxidant activities function of the non-modified anthocyanins and acylated one were compared,*** DPPH,the reducing power and the Fe2+ *** show that all of these effects are the concentration-dependent for both of *** expected,the acylated anthocyanin shows more stronger antioxidant than the non-modified *** stability-increasing ability of anthocyanin could further expand its application in various areas.

关键词： Anthocyanins mulberry fruit Acylation Stabilities-increasing Antioxidant

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Preparation and characterization of methylated anthocyanins from mulberry fruit with iodomethaneas a donor

Preparation and characterization of methylated anthocyanins ...

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中国蚕学会第十届青年学术研讨会

作者： Bei Zhang xizhi jiang Gaiqun Huang Xiangdong Xin Attaribo Thomas Yueyue Zhang Ning Zhang Ying Shao Lei Zhang Zhongzheng Gui School of Biotechnology Jiangsu University of Science and Technology Sericultural Research Institute Chinese Academy of Agricultural Science

In this paper,the methylation of anthocyanins from mulberry fruit with iodomethane was *** highest conversion rate（84.6%） was obtained using iodomethane as the methyl donor.A Box–Behnken design of response surface methodology was conducted to analyze the effects of the anthocyanins to donor ratio,methylation time,and methylation temperature,under p H 1.0,on the anthocyanins extracted from the mulberry *** found that,using iodomethane,the optimum methylation conditions were obtained at an anthocyanin to iodomethane mass ratio of1:1.95,methylation time of 2.92 h,and methylation temperature of 38.69 °*** analysis of methylated anthocyanins revealed that iodomethane introduces a C-H bond and methyl *** thermostability and light resistivity of mulberry anthocyanins was significantly enhanced aftermethylation,and the antioxidant activity of the methylatedanthocyanins *** a novel method for stabilizing anthocyanins in mulberry fruit for commercial food ingredient.

关键词： Mulberry anthocyanins methylation stabilities

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扭转载荷作用下铜纳米线的力学性能研究

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辽宁石油化工大学学报 2024年第4期44卷 67-74页

作者：王锡芝王永棋赵孟姣姜文全辽宁石油化工大学机械工程学院辽宁抚顺113001

通过分子动力学,模拟研究了铜纳米线在不同晶向(Ⅰ:x[1 0 0] y[0 1 0] z[0 0 1],Ⅱ:x[1 0 1/8] y[0 1/8 0] z[-1/8 0 1],Ⅲ:x[1 0 1/4] y[0 1/4 0] z[-1/4 0 1])、不同晶体内外直径比(α_1=1/6,α_2=1/2,α_3=5/6)、不同孪晶界面个数(0,... 详细信息

通过分子动力学,模拟研究了铜纳米线在不同晶向(Ⅰ:x[1 0 0] y[0 1 0] z[0 0 1],Ⅱ:x[1 0 1/8] y[0 1/8 0] z[-1/8 0 1],Ⅲ:x[1 0 1/4] y[0 1/4 0] z[-1/4 0 1])、不同晶体内外直径比(α_1=1/6,α_2=1/2,α_3=5/6)、不同孪晶界面个数(0,2,4)下的扭转变形行为,以及铜纳米线在扭转过程中的剪切应力与扭转角之间的关系。结果表明,改变晶向类型,有助于提高铜纳米线的扭转力学性能;减小晶体内外直径比,可以改善铜纳米线的扭转力学性能;减少孪晶界面个数,对铜纳米线的扭转力学性可起加强作用;铜纳米线的扭转过程分为弹性、塑性和变形破坏三个阶段。研究结果可为高强度铜纳米材料扭转的研究提供依据。

关键词：铜纳米线扭转晶向分子动力学力学性能

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阳离子絮凝剂的辐照合成及表征

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核农学报 2018年第2期32卷 304-309页

作者：汪敏赵永富吴景霞冯敏王合叶蒋希芝江苏省农业科学院农业设施与装备研究所江苏南京210014

为开发出一种简便可靠的絮凝剂制备方法,以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)单体为供试材料,采用^(60)Co-γ辐照法进行自由基聚合反应,一步法制备阳离子絮凝剂。利用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热仪等对絮凝剂结构和性... 详细信息

为开发出一种简便可靠的絮凝剂制备方法,以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)单体为供试材料,采用^(60)Co-γ辐照法进行自由基聚合反应,一步法制备阳离子絮凝剂。利用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热仪等对絮凝剂结构和性质进行表征分析,同时考察辐照聚合反应中单体AM∶DMDAAC质量比和辐照剂量对单体转化率的影响,并针对不同粒径的絮凝剂样品进行污水处理试验。结果表明,辐照法成功制备出二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物(PDA),絮凝剂表面为多层次的立体网状结构,且在常温下性能稳定;在AM∶DMDAAC=2∶1(质量比)条件下,当辐照剂量为12 kGy时,所得聚合物单体转化率高达83.6%;粒径大于0.20 mm的絮凝剂对有机污水处理效果很好。本研究为一步法制备高效的絮凝剂样品提供了一种简单可行的方法。

关键词：丙烯酰胺二甲基二烯丙基氯化铵辐照絮凝剂有机污水

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