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辐射冷却涂料及其在能源环境领域的应用

化工进展 2024年第9期43卷 4961-4969页

作者：孙诗婉李欣周涵上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240

能源环境问题日益严重,亟需发展节能环保的降温技术。辐射冷却材料及技术具有无需消耗能源即可辐射降温的特点,成为近年来备受关注的研究领域。辐射冷却涂料具有制备简单、成本低廉、应用方便等优点,展示出重要的科学研究价值和巨大的... 详细信息

能源环境问题日益严重,亟需发展节能环保的降温技术。辐射冷却材料及技术具有无需消耗能源即可辐射降温的特点,成为近年来备受关注的研究领域。辐射冷却涂料具有制备简单、成本低廉、应用方便等优点,展示出重要的科学研究价值和巨大的工程应用前景。本文归纳了辐射冷却涂料的制冷原理与研究现状,包括无机涂料、有机涂料和有机-无机复合涂料,阐述了辐射冷却涂料在建筑节能、人体热管理和航空航天的应用。最后,从辐射制冷涂料的性能与实际应用相结合的角度,提出了提高辐射冷却涂料的耐候性、开发涂料新应用与动态制冷涂料是未来发展趋势。辐射冷却涂料的研究对于解决能源问题、建立环境友好型社会有重要意义。

关键词：辐射冷却聚合物涂料太阳能纳米粒子

水热合成α-Ni(OH)_2纳米线的形成机理研究

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化学学报 2012年第16期70卷 1731-1736页

作者：卢亚骏王浩然顾煜徐岚孙晓骏邓意达上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室、材料科学与工程学院上海200240

设计实验研究了以无机镍盐和NaOH为原料,利用水热法制备Ni(OH)2纳米线,OH-和SO24-对于产物形貌的影响,并利用X射线衍射(XRD),傅立叶变换红外光谱(FTIR),透射电镜(TEM)等对材料结构、形貌和成分进行了表征,研究了Ni(OH)2纳米线形成的相... 详细信息

设计实验研究了以无机镍盐和NaOH为原料,利用水热法制备Ni(OH)2纳米线,OH-和SO24-对于产物形貌的影响,并利用X射线衍射(XRD),傅立叶变换红外光谱(FTIR),透射电镜(TEM)等对材料结构、形貌和成分进行了表征,研究了Ni(OH)2纳米线形成的相关机理.结果表明,低的OH-浓度与高纯的SO24-水热环境是α-Ni(OH)2纳米线形成的关键因素.SO24-能够加速α-Ni(OH)2晶体沿[001]方向的生长,而OH-含量较低时,较低的库伦斥力不足以阻碍晶体沿[001]方向生长过程的进行.

关键词：水热合成 α-Ni(OH)2纳米线形成机理

配体交换法制备水中高分散稳定性的多羧基修饰Fe_3O_4纳米颗粒

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高等学校化学学报 2012年第12期33卷 2609-2616页

作者：蒋泽权宋晟窦红静孙康王一鸣黄超凡魏振华曲冠雄上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240

采用油相高温分解法制备了粒径可控且单分散的油溶性Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs-OA),并通过配体交换对其表面进行了亲水性修饰,制备了柠檬酸(CA)、N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠(SiCOOH)、丁烷四羧酸(BTCA)和乙二胺四乙酸(EDTA)四钠4... 详细信息

采用油相高温分解法制备了粒径可控且单分散的油溶性Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs-OA),并通过配体交换对其表面进行了亲水性修饰,制备了柠檬酸(CA)、N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠(SiCOOH)、丁烷四羧酸(BTCA)和乙二胺四乙酸(EDTA)四钠4种多羧基配体修饰的水溶性Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs-CA,MNPs-SiCOOH,MNPs-BTCA和MNPs-EDTA),其中首次选用四羧基配体BTCA和EDTA四钠来修饰Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs).对油溶性MNPs和4种水溶性MNPs的形貌、结构、化学组成和磁性能进行了表征,并对4种多羧基配体修饰的水溶性MNPs在水相中的稳定性和分散性进行了表征.结果表明,所得MNPs的平均粒径为15 nm,具有超顺磁性,配体交换后的水溶性MNPs具有良好的亲水性,并在弱酸～碱性很宽的pH范围内具备良好的分散稳定性.此类多羧基修饰的水溶性MNPs可与适当的阳离子聚电解质进行组装,从而得到在磁靶向载体和磁共振造影(MRI)显影中具有良好应用前景的磁性自组装微囊.

关键词： Fe3O4磁性纳米粒子热分解配体交换水溶性多羧基配体

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基于光敏层动态调控金属褶皱

科学通报 2023年第4期68卷 296-297页

作者：陈帅胡开明严淑珍马天骄邓心陆张文明印杰姜学松上海交通大学化学化工学院变革性分子前沿科学中心金属基复合材料国家重点实验室上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200240

表面褶皱图案广泛存在于生物体和自然材料之中,赋予了生物体和材料独特的性能.特别是具有刺激响应性、可动态调节的周期性多尺度微纳米褶皱图案,能够按需原位自主调控材料的性能,在自清洁、减阻、黏附、抗干扰、伪装和组织工程等多个领... 详细信息

表面褶皱图案广泛存在于生物体和自然材料之中,赋予了生物体和材料独特的性能.特别是具有刺激响应性、可动态调节的周期性多尺度微纳米褶皱图案,能够按需原位自主调控材料的性能,在自清洁、减阻、黏附、抗干扰、伪装和组织工程等多个领域具有广阔的应用前景[1].研究者们将动态的物理作用或化学反应引入到经典的双层褶皱体系。

关键词：物理作用刺激响应性动态调控动态调节自清洁化学反应光敏层褶皱

镁二次电池正极材料纳米Fe_3S_4的电化学性能

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无机化学学报 2015年第7期31卷 1351-1356页

作者：张若然吴晓梅曾小勤邹建新丁文江上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240

首次将尖晶石相的纳米Fe3S4材料用作镁二次电池的正极材料。采用水热法一步合成了具有纳米结构的Fe3S4材料,并采用XRD、SEM测试手段对产物的物相、形貌进行了表征。实验结果表明,在160℃能够合成纯相的Fe3S4材料,该材料具有银耳状纳米... 详细信息

首次将尖晶石相的纳米Fe3S4材料用作镁二次电池的正极材料。采用水热法一步合成了具有纳米结构的Fe3S4材料,并采用XRD、SEM测试手段对产物的物相、形貌进行了表征。实验结果表明,在160℃能够合成纯相的Fe3S4材料,该材料具有银耳状纳米结构。电化学测试结果显示,水热法合成的纳米Fe3S4材料能够在镁二次电池体系中进行有效的可逆充放电,放电平台电压为0.9 V,首次放电容量高达267 m Ah·g-1,50次循环后衰减至110 m Ah·g-1。电化学交流阻抗测试结果表明镁离子能够在Fe3S4晶格中扩散。

关键词：镁电池正极材料 Fe3S4 纳米材料

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基于功能纳米材料的液相生物芯片检测技术

化学进展 2019年第2期31卷 283-299页

作者：武卫杰冷远逵沈梦飞李万万上海交通大学材料科学与工程学院&金属基复合材料国家重点实验室上海200240

近年来基于编码微球的液相生物芯片技术在对单一样本进行高通量和多指标检测中发挥巨大的作用。由于其快速的动力学结合速率、高通量、高灵敏和多元检测的优势,因此基于编码微球的液相芯片对基因分析、蛋白表达、疾病的早期诊断、预后... 详细信息

近年来基于编码微球的液相生物芯片技术在对单一样本进行高通量和多指标检测中发挥巨大的作用。由于其快速的动力学结合速率、高通量、高灵敏和多元检测的优势,因此基于编码微球的液相芯片对基因分析、蛋白表达、疾病的早期诊断、预后等也是一种强有力的检测工具。受益于纳米技术和纳米材料的快速发展,特别是功能纳米颗粒/聚合物复合微球的应用,液相生物芯片在提高其多元分析能力、分析灵敏度和自动化检测等多方面取得了巨大进展。本文将分别从液相生物芯片概述、功能纳米颗粒编码微球、功能纳米颗粒编码微球的制备、基于编码微球的液相生物芯片的设计及性能调控等方面来介绍近年来基于功能纳米材料的液相生物芯片技术的研究进展。最后,我们对液相生物芯片技术存在的挑战和可能的解决方案进行总结,并对其技术发展方向及应用前景进行展望。希望通过本文的系统介绍可助力液相生物芯片检测技术及其相关研究领域的发展。

关键词：液相生物芯片编码微球功能纳米材料

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细胞膜修饰的纳米载体与肿瘤免疫治疗

化学进展 2021年第10期33卷 1823-1840页

作者：官启潇郭和泽窦红静上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240

纳米载体由于其纳米尺度带来的独特生物功能性,可通过特定设计在生物体内靶向递送各类抗肿瘤药物,具有广泛而重要的应用前景。自肿瘤免疫疗法问世之后,各类纳米载体与肿瘤免疫治疗相结合,逐渐成为提升肿瘤免疫治疗效果的重要手段之一。... 详细信息

纳米载体由于其纳米尺度带来的独特生物功能性,可通过特定设计在生物体内靶向递送各类抗肿瘤药物,具有广泛而重要的应用前景。自肿瘤免疫疗法问世之后,各类纳米载体与肿瘤免疫治疗相结合,逐渐成为提升肿瘤免疫治疗效果的重要手段之一。其中,细胞膜修饰的纳米载体作为一类新型仿生药物载体平台,可使纳米载体获得天然细胞膜的伪装修饰,将细胞膜的特定功能与生物特性转移至纳米载体,使其具有更强的抗免疫清除、血液长循环和肿瘤靶向等特性,同时降低纳米递送系统的免疫原性和细胞毒性,在生物医学应用领域尤其是肿瘤免疫治疗中可发挥更大的作用。本文通过结合免疫治疗的机理,对近年来各种细胞膜修饰纳米载体系统的制备方法、作用机制以及在肿瘤免疫治疗中的应用研究进行综述,并在此基础上对未来的相关探索做出了展望。

关键词：纳米载体肿瘤治疗免疫疗法细胞膜靶向递送

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采用固体碳源制备石墨烯薄膜研究进展

材料导报 2022年第16期36卷 104-112页

作者：汪超翔郭冲霄刘悦范同祥上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240

作为一种高性能二维碳材料,石墨烯以其无与伦比的力学和功能特性受到了学界和工业界广泛的关注。目前,石墨烯及石墨烯增强复合材料正逐步走向应用。然而,随着石墨烯产业的发展,现有制备工艺越来越难以满足工业界批量化生产高质量石墨烯... 详细信息

作为一种高性能二维碳材料,石墨烯以其无与伦比的力学和功能特性受到了学界和工业界广泛的关注。目前,石墨烯及石墨烯增强复合材料正逐步走向应用。然而,随着石墨烯产业的发展,现有制备工艺越来越难以满足工业界批量化生产高质量石墨烯的需求。综合来看,当下石墨烯制备技术存在的主要问题包括:(1)制备面积大、缺陷少、层数均一的石墨烯薄膜尚存在一定的困难;(2)石墨烯较低的产率难以满足日益增长的需求。为解决石墨烯产率及质量问题,研究者在石墨烯制备工艺开发方面开展了大量工作。在此过程中,分子束外延技术、化学气相沉积技术、Hummers方法等诸多石墨烯薄膜制备技术被开发出来,这些技术的应用和发展使批量生产高质量石墨烯薄膜成为了可能。为适应不同技术的使用环境与需求,多种含碳物质作为前驱体被用于石墨烯薄膜的制备过程中。依据室温下状态分类,这些含碳前驱体被分为气体、液体和固体碳源。因较低的储存成本和较高的安全性,固体碳源在石墨烯生产过程中具有独特的优势。目前,包括碳材料、碳化硅(SiC)、有机高分子、生物材料乃至固体含碳废弃物均被用于石墨烯薄膜的制备过程中。本文综述了固体碳源制备石墨烯的研究进展,系统地介绍了利用固体碳源制备高性能石墨烯的工艺路线。同时,阐明了石墨烯在各种制备工艺过程中的形成机理。最后,通过分析各种工艺的优缺点,展望了各种工艺的未来发展方向,以期为未来的研究者开发新的石墨烯制备工艺提供参考。

关键词：固体碳源石墨烯薄膜分子束外延生长化学气相沉积

金属催化辅助无转移石墨烯薄膜制备技术研究进展

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材料导报 2024年第15期38卷 184-198页

作者：黄勇郭冲霄倪佳苗刘悦范同祥上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240

作为一种原子级别厚度的二维碳材料,石墨烯已经被证明具有优异的电学、光学、热学等综合物化性能。但是如何制备高质量、大面积晶圆级别的石墨烯薄膜仍然是激发人们进行科学研究以及器件集成领域的一大热点问题。传统过渡金属催化合成... 详细信息

作为一种原子级别厚度的二维碳材料,石墨烯已经被证明具有优异的电学、光学、热学等综合物化性能。但是如何制备高质量、大面积晶圆级别的石墨烯薄膜仍然是激发人们进行科学研究以及器件集成领域的一大热点问题。传统过渡金属催化合成石墨烯薄膜的化学气相沉积工艺往往需要复杂费时的后处理转移工序,会对石墨烯薄膜本征性能造成巨大破坏,因此研究如何在介电基底上直接制备高质量大面积的石墨烯薄膜具有重大意义。基于此目的而兴起的无转移石墨烯薄膜制备研究已经取得了显著的科学成就,其中金属催化辅助合成无转移石墨烯薄膜的研究尤其引人注目,并且基于原位合成石墨烯薄膜性能测试及器件验证均取得了不错的效果。尽管如此,由于催化剂种类、形态以及结构设计等因素的不同,针对金属催化剂在无转移石墨烯薄膜合成过程中的工艺策略,不同的研究有不同的设计。本文基于无转移石墨烯薄膜制备的最新研究结果,对金属在催化转化获得无转移石墨烯过程中的作用机理和设计策略进行了系统全面的分析,对促进高质量晶圆级石墨烯薄膜的合成及在电子、光电子等功能器件领域的应用具有重要的指导意义。

关键词：石墨烯薄膜无转移制备技术金属催化剂介电基底