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作者：周莲东华大学

学位级别：硕士

血液承担着维系生命体征的重要任务,大量失血及其相关并发症是临床亟待解决的难题之一。胶原蛋白止血海绵(简称胶原海绵)具有良好吸血性和促凝特性,是止血的首选材料之一。然而,加工过程中胶原蛋白易丧失的生物活性和成品的低力学性能... 详细信息

血液承担着维系生命体征的重要任务,大量失血及其相关并发症是临床亟待解决的难题之一。胶原蛋白止血海绵(简称胶原海绵)具有良好吸血性和促凝特性,是止血的首选材料之一。然而,加工过程中胶原蛋白易丧失的生物活性和成品的低力学性能制约了胶原海绵的临床实践。据此,本文以制备具有优异止血性能的胶原海绵为目的,由生物活性稳定的牛源胶原蛋白为原料,利用冰晶模板耦合冷冻干燥技术,建立了一种结构可控的胶原海绵制备方法;进一步通过戊二醛原位交联显著提升胶原海绵的结构稳定性且增强其力学性能。主要研究内容如下:胶原蛋白原料保有特征性的四级(原纤)结构,在此基础上制备的胶原海绵不仅低密度高孔隙,而且具有孔隙可控的定向多孔结构。相较于目前临床使用的胶原蛋白海绵(如i Regene)无序孔隙结构,该海绵具有更优异的吸水性能等诸多优势。交联处理提升了胶原海绵的结构稳定性,进一步优化了其吸水率(14607%±217%)和力学强度(82.6 KPa)。由止血性能结果可知,胶原海绵具有优异的体外/内止血性能,应用于兔耳动脉损伤模型可降低伤口的止血时间(168.2±22.2 s)和失血量(1.5±0.8 g)。此外,探索止血机制发现,胶原海绵不仅能够富集血液成分、促进凝血途径的激活,还能促血小板活化和红细胞聚集,且海绵内的存在类纤维蛋白结构,能够与纤维蛋白协同形成网络结构,进一步加快血栓的形成。

关键词：止血海绵定向多孔结构胶原蛋白原纤止血机制

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轻质高强MXene/细菌纤维素复合气凝胶的制备及其电磁屏蔽性能

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复合材料学报 2023年第11期40卷 6407-6415页

作者：张艳马忠雷李桢景佳瑶邵亮陕西科技大学化学与化工学院陕西省轻化工助剂重点实验室西安710021 西北工业大学化学与化工学院陕西省高分子科学与技术重点实验室西安710129

随着5G通讯和可穿戴电子设备等高集成化和高功率化的快速发展,由电磁波引起的电磁干扰和电磁污染问题日益严重,亟需研发轻质高强且环境友好的电磁屏蔽复合材料。本文以生物质细菌纤维素(BC)为基体,导电Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene为功能填料... 详细信息

随着5G通讯和可穿戴电子设备等高集成化和高功率化的快速发展,由电磁波引起的电磁干扰和电磁污染问题日益严重,亟需研发轻质高强且环境友好的电磁屏蔽复合材料。本文以生物质细菌纤维素(BC)为基体,导电Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene为功能填料,通过液氮定向冷冻-冷冻干法制备轻质高强定向多孔结构MXene/BC复合气凝胶。深入研究了Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene质量分数对复合气凝胶微观结构、导电性能、力学性能和电磁屏蔽性能的影响规律。结果表明:当Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene质量分数为40wt%时,复合气凝胶的密度仅为18.3 mg/cm^(3),电导率和X波段电磁屏蔽效能(EMI SE)均达到最大,分别为459.3 S/cm和72 dB(厚度为4 mm)。由于BC和Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene之间存在丰富的氢键相互作用,复合气凝胶在30%应变下压缩强度达到38.3 kPa,较纯BC气凝胶提升了116.1%。

关键词：电磁屏蔽复合气凝胶定向多孔结构细菌纤维素 Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene

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多功能聚合物基复合吸波气凝胶的制备及性能研究

多功能聚合物基复合吸波气凝胶的制备及性能研究

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作者：刘德运浙江理工大学

学位级别：硕士

电磁辐射和干扰问题不仅给军事及信息安全带来严重挑战,同时给人类生活与健康带来极大的威胁。新型高性能吸波材料的应用已然成为解决电磁信息安全和电磁污染问题的重要技术手段之一。然而,在应对当前复杂电磁环境变化上,现有吸波材料... 详细信息

电磁辐射和干扰问题不仅给军事及信息安全带来严重挑战,同时给人类生活与健康带来极大的威胁。新型高性能吸波材料的应用已然成为解决电磁信息安全和电磁污染问题的重要技术手段之一。然而,在应对当前复杂电磁环境变化上,现有吸波材料体系吸波频带受到材料固有特性限制难以满足现实应用需求。针对这一关键技术瓶颈,本文提出建立吸波材料电磁参数动态调控方法,突破现有常规设计思路,以拓展材料体系的有效吸波频带。研究以苯胺单体为原料、聚乙烯醇为基体,通过定向冷冻和低温原位聚合法制备具有三维有序结构的聚苯胺/聚乙烯醇(PANI/PVA)复合气凝胶,探讨机械压缩应变对复合气凝胶结构、电磁参数以及吸波性能的可控调节;研究通过引入螺旋碳纳米管(HCNTs)组分,制备了HCNTsPANI/PVA复合气凝胶,以进一步提高复合气凝胶的力学特性和电磁损耗能力。在此基础上,选择形状记忆水性聚氨酯(WPU)为基体,制备形状记忆水性聚氨酯基复合气凝胶,重点探讨复合气凝胶的形状记忆响应过程对体系吸波性能的响应型动态调控机制,为探索应对复杂电磁环境的新型高性能响应型吸波材料提供理论参考。具体研究内容如下:首先,研究以苯胺单体为原料、聚乙烯醇为基体,采用低温原位聚合和定向冷冻法制备具有三维有序结构的PANI/PVA复合气凝胶。研究对复合气凝胶的形貌和结构进行了系统分析,结果表明:PANI/PVA复合气凝胶形成了三维有序结构,且低温原位聚合生成的PANI均匀分布于复合气凝胶骨架表面,形成良好的导电网络通路。红外热成像分析仪分析表明,PANI/PVA复合气凝胶显示了优异的隔热性能,且优于现有商业材料。采用矢量网络分析仪测试了复合气凝胶的电磁参数,通过传输线理论计算其吸波性能,并探讨了吸波机制。结果显示:苯胺单体浓度为0.2mol/L所制备的PANI/PVA复合气凝胶显示了优异的吸波性能。当试样厚度为3.8mm时,其最小反射损耗值达-26.85 d B,有效吸收带宽为3.08 GHz(9.33 GHz～12.40GHz)。同时,通过对PANI/PVA复合气凝胶进行机械压缩调控,可实现试样吸波特性的规律性调节,且吸波性能得到明显改善。其次,为进一步提高PANI/PVA复合气凝胶的力学特性和吸波性能,通过引入螺旋碳纳米管(HCNTs)组分,制备了HCNTs-PANI/PVA多组分复合气凝胶。通过对材料的形貌和结构分析显示,HCNTs-PANI/PVA复合气凝胶同样具有三维结构,呈现垂直定向、规整的孔道结构,且孔道骨架上接枝有均匀的纤维状组分,主要是HCNTs和PANI组分。研究对HCNTs-PANI/PVA复合气凝胶的力学特性和吸波性能作进一步分析,结果表明:HCNTs组分的引入,同时提高了复合气凝胶的力学特性和吸波性能。HCNTs浓度为5 mg/m L,苯胺单体浓度为0.1 mol/L所制备的HCNTs-PANI/PVA复合气凝胶比PANI/PVA复合气凝胶压缩应力提高45%,压缩模量提高103%;此外,该复合气凝胶显示了优异的吸波性能。当试样厚度为5.2mm时,其最小反射损耗值达-69.08 d B,有效吸收带宽为4.20 GHz(8.20 GHz～12.40GHz)。同时,在压缩调控下,HCNTs-PANI/PVA复合气凝胶的介电常数实部值随压缩应变增加而提高;介电常数实部虚部随压缩应变的提高呈现先增加后减小趋势。在压缩应变为20%时,复合气凝胶吸波性能最优,其最小反射损耗为-76.29 d B,有效吸波频宽为3.30 GHz(9.11 GHz～12.40 GHz)。最后,针对复杂电磁环境的应用场景,提出赋予复合气凝胶吸波性能的动态响应调控特性的研究思路,研究以形状记忆水性聚氨酯(WPU)为骨架基体,制备具有温度响应特性的形状记忆HCNTs-PANI/WPU复合气凝胶。研究对复合气凝胶的形貌和结构进行表征分析,结果显示:HCNTs-PANI/WPU复合气凝胶同样具有垂直定向的孔道结构,且孔道表面平滑、孔径大小规整,HCNTs-PANI功能组分主要分布于WPU基体中。研究进一步探讨了HCNTs-PANI/WPU复合气凝胶形状记忆性能和吸波性能,分析结果表明:HCNTs和PANI组分的引入提高了WPU气凝胶的机械性能,其压缩强度和压缩模量最高分别提高了2.6和3.6倍,且对气凝胶的形状记忆性能未产生明显负面影响。其中,HCNTs浓度为5 mg/m L,苯胺单体浓度为0.1 mol/L所制备的HCNTs-PANI/WPU复合气凝胶展现出优异的吸波性能,其在厚度为3.96 mm,频率为11.66 GHz处的最小反射损耗为-65.58 d B,有效吸波频宽为3.13 GHz(9.28 GHz～12.40 GHz)。同时,HCNTs-PANI/WPU复合气凝胶在0%～30%压缩应变过程中,介电常数

关键词：复合气凝胶定向多孔结构聚苯胺吸波性能动态调控

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