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水热炭化合成色氨酸衍生手性碳量子点及其手性识别性能研究

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中国科学：化学 2024年第6期54卷 903-915页

作者：范金玥徐明聪李伟安邦刘守新生物质材料科学与技术教育部重点实验室东北林业大学哈尔滨150040

在保留碳量子点性质的同时获得手性特征是手性碳量子点(CCQDs)合成的关键.本研究以氨基葡萄糖(N-Glu)为碳源,色氨酸对映体(L-/D-Trp)为手性源,采用水热炭化法制备出在紫外光下能够发出明亮蓝色荧光的手性碳量子点(L-/D-NCQDs).研究表明,... 详细信息

在保留碳量子点性质的同时获得手性特征是手性碳量子点(CCQDs)合成的关键.本研究以氨基葡萄糖(N-Glu)为碳源,色氨酸对映体(L-/D-Trp)为手性源,采用水热炭化法制备出在紫外光下能够发出明亮蓝色荧光的手性碳量子点(L-/D-NCQDs).研究表明, L-/D-NCQDs的平均粒径为4.0~4.5 nm,激发波长为310和368 nm,发射波长为450 nm.圆二色光谱证实了L-NCQDs和D-NCQDs为一对对映异构体,在220、280和350 nm处呈现相反且对称的手性信号.其中, 220 nm处较强的手性信号源于表面手性残基的保留. 280和350 nm的手性中心源于手性单体在碳核中的堆叠和光学跃迁. L-NCQDs对L-/D-天冬酰胺(L-/D-Asn)和L-/D-谷氨酰胺(L-/D-Gln)对映体展示出优异的手性识别性能.左旋对映体对L-NCQDs的荧光发射强度无明显影响,而右旋对映体能够显著增强L-NCQDs荧光发射强度,在0~6.25 m M范围内具有较好的线性关系,最低检测限为0.06和0.29 mM.对映选择性(ID-I0)/(IL-I0)分别为8.7和4.0.

关键词：水热炭化手性碳量子点色氨酸手性识别

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促内皮和抗炎的丹参酮ⅡA洗脱支架涂层研究

表面技术 2024年第6期53卷 222-233页

作者：杨梦毅黄楠熊开琴杜泽煜马青徐佳乐汪川哲涂秋芬西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室成都610031

目的针对目前临床心血管支架存在的晚期血栓和支架内再狭窄等问题,通过超声雾化喷涂技术构建传统中药丹参酮ⅡA(TS)洗脱支架,探究其在动脉粥样硬化病变部位的治疗作用。方法采用超声雾化喷涂技术构建TS洗脱支架;利用水接触角(WCA)检测... 详细信息

目的针对目前临床心血管支架存在的晚期血栓和支架内再狭窄等问题,通过超声雾化喷涂技术构建传统中药丹参酮ⅡA(TS)洗脱支架,探究其在动脉粥样硬化病变部位的治疗作用。方法采用超声雾化喷涂技术构建TS洗脱支架;利用水接触角(WCA)检测仪、傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)、球囊扩张实验及场发射扫描电镜(SEM)等对涂层表面的亲疏水性、化学成分及结构、涂层机械性能进行检测分析;采用紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)对TS涂层药物释放行为进行检测;通过体外溶血率和血小板实验初步评价涂层的血液相容性;通过体外细胞相容性实验评估TS涂层对内皮细胞(ECs)和平滑肌细胞(SMCs)增殖的影响,以及对巨噬细胞炎症行为及表型的调节作用;通过半体内血液循环实验进一步探索涂层抗血栓形成效果。结果WCA、FTIR、SEM和UV-Vis等检测结果证实了TS洗脱支架的成功制备,涂层中TS在体外能够保持28 d持续释放;体外生物相容性结果表明,TS与聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)质量比为30%的涂层具有显著抑制血小板的黏附和激活、促进ECs及抑制SMCs增殖的作用,同时能够有效调节巨噬细胞的炎症行为;半体内血液循环实验结果表明,涂层具有良好的抗血栓形成的效果。结论制备的TS洗脱支架具有选择性促进内皮增殖,抑制平滑肌增生、调控炎症的作用,以及优异的抗血栓形成能力,能够为病变血管修复提供一种潜在的解决方案。

关键词：丹参酮ⅡA 药物洗脱支架促内皮抗炎抗血栓血管细胞相容性

菠菜基多色发光碳点及手性荧光膜的制备与性能

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发光学报 2024年第09期45卷 1478-1487页

作者：李胜慧何雨萱杜友全魏智鹏李玉程倩东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室东北林业大学理学院

多色发光碳点（CDs）在生物成像、传感、发光二极管、催化领域有着广泛的应用前景。然而，迄今为止，以生物质材料为碳源制备荧光可调的多色发光CDs仍有很大挑战。本文以天然菠菜为碳源，采用不同反应溶剂成功制备了6种单波长激发、发... 详细信息

多色发光碳点（CDs）在生物成像、传感、发光二极管、催化领域有着广泛的应用前景。然而，迄今为止，以生物质材料为碳源制备荧光可调的多色发光CDs仍有很大挑战。本文以天然菠菜为碳源，采用不同反应溶剂成功制备了6种单波长激发、发射波长在450～680 nm范围内的生物质碳点（BCDs），这些BCDs具有类球形形貌，可发射能覆盖整个可见光区的荧光。其中制得的蓝、黄、粉和红BCDs的平均粒径分别为2.25,4.15,1.73,7.96 nm，具有较高量子产率（12.68%～30.77%）。通过对可调BCDs的结构、组成和光学性质的分析，发现可调BCDs的荧光机理主要是碳核共轭度与表面官能团相互作用的结果。选用纤维素纳米晶（CNC）分别与B-、Y-和R-BCDs混合，利用蒸发诱导自组装法制备了具有彩虹色的蓝色、黄色和红色手性荧光膜，并对其光学性能进行表征分析。本研究为多色BCDs在应用方面的发展提供了新的途径。

关键词：碳点多色发光多峰发射纤维素纳米晶体圆偏振发光

表面热扩渗技术在金属双极板表面改性中的研究进展

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表面技术 2024年第18期53卷 1-15页

作者：吴新宇刘瑞良武昭杰哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院、超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001

燃料电池因其环保和资源利用率高等优点近年来备受关注,对改善全球环境具有重要意义。双极板是燃料电池的重要组成部分,目前燃料电池中大多数的双极板为石墨双极板,其厚度大、加工成本高、柔韧性较差,而金属双极板是替代石墨双极板的最... 详细信息

燃料电池因其环保和资源利用率高等优点近年来备受关注,对改善全球环境具有重要意义。双极板是燃料电池的重要组成部分,目前燃料电池中大多数的双极板为石墨双极板,其厚度大、加工成本高、柔韧性较差,而金属双极板是替代石墨双极板的最佳材料,其易于加工、成本较低。目前对金属双极板表面制备涂层的研究最为广泛,然而大多数涂层方法工艺复杂,容易形成缺陷,且对燃料电池商业化来说过于昂贵,因此可以通过对金属双极板进行热扩渗改性以满足其服役性能。介绍了不同金属双极板的表面改性技术,列出了不同种类的热扩渗改性技术,重点概况了热扩渗工艺以及耐蚀、导电性能。分析结果表明,对于热扩渗工艺,在制备双极板时应选用合适的温度,以减小或消除形变对双极板的影响;制备出均匀、致密且组织单一的热扩渗层可以明显提高金属双极板的性能;在空气和模拟燃料电池溶液环境中形成的氧化膜和钝化膜同样对金属双极板的性能具有重要影响。在金属双极板表面进行热扩渗改性研究,以提高其耐蚀性、导电性及服役稳定性,同时开发出新型复合工艺,对推动金属双极板在燃料电池的应用至关重要。

关键词：金属双极板热扩渗表面改性耐蚀性界面接触电阻

铝/镀镍钢异种材料摆动激光熔钎焊接头组织性能

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中国激光 2024年第12期51卷 41-49页

作者：刘永洪蔡创谢佳张冰冰余杰黄嘉森西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室四川成都610031

界面金属间化合物的厚度和种类是影响铝/钢异种材料激光熔钎焊接头性能的关键。研究了不同摆动参数下接头金属间化合物(IMCs)的厚度和种类,并进一步分析了不同摆动参数下接头的拉伸性能及断口形貌。结果表明,摆动激光可以改善铝/钢异种... 详细信息

界面金属间化合物的厚度和种类是影响铝/钢异种材料激光熔钎焊接头性能的关键。研究了不同摆动参数下接头金属间化合物(IMCs)的厚度和种类,并进一步分析了不同摆动参数下接头的拉伸性能及断口形貌。结果表明,摆动激光可以改善铝/钢异种材料激光熔钎焊接头界面金属间化合物的厚度和相组成。未加摆动激光时,在界面形成了厚度约为8.45μm的两层IMCs,焊缝侧IMCs为τ_(5)-(Fe,Ni)_(1.8)Al_(7.2)Si,钢侧IMCs为θ-(Fe,Ni)(Al,Si)_(3)。当激光摆动直径为2 mm、频率为30 Hz时,IMCs的分布更加连续均匀,厚度约为2.21μm,界面层组织为τ_(5)-(Fe,Ni)_(1.8)Al_(7.2)Si,最优接头线载荷为289.1 N/mm,比未加摆动激光时的接头线载荷提高了约33.9%。

关键词：激光技术铝/钢激光熔钎焊摆动激光金属间化合物力学性能

可见光响应S空位ZnIn_(2)S_(4)催化剂的制备及选择性氧化HMF研究

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林产化学与工业 2024年第2期44卷 33-41页

作者：徐俪菲侯浩强马春慧李伟罗沙刘守新东北林业大学材料科学与工程学院生物质材料科学与技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

以硫代乙酰胺为硫源,采用一步法原位制备了具有丰富S空位的硫化铟锌(V S-ZIS)可见光催化剂,对其光催化5-羟甲基糠醛(HMF)选择性氧化为2,5-呋喃二甲醛(DFF)过程进行了研究,并分析了V S-ZIS光催化HMF选择性氧化制备DFF的机理。采用电子顺... 详细信息

以硫代乙酰胺为硫源,采用一步法原位制备了具有丰富S空位的硫化铟锌(V S-ZIS)可见光催化剂,对其光催化5-羟甲基糠醛(HMF)选择性氧化为2,5-呋喃二甲醛(DFF)过程进行了研究,并分析了V S-ZIS光催化HMF选择性氧化制备DFF的机理。采用电子顺磁共振(EPR)波谱证实S空位的存在,采用紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、XPS考察V S-ZIS的光学性质和元素组成,利用SEM、XRD观察催化剂的表面形貌和晶相结构。研究结果表明:一步法可以成功制备ZnIn_(2)S_(4),其呈花瓣微球状,且Zn、In、S元素均匀分布,可见光波长吸收范围为420~530 nm;制备时间对ZnIn_(2)S_(4)的晶体结构没有产生明显影响,但通过控制制备时间可以调控催化剂中S空位,制备时间2~10 h制得的样品V S-ZIS-2~V S-ZIS-10中,6 h时制得的V S-ZIS-6具有丰富的S空位。80℃加热6 h制备的V S-ZIS-6在反应时间4 h、V S-ZIS-6/HMF质量比值3.2、HMF浓度1.0 mmol/L、空气流量20 mL/min条件下选择性氧化HMF的性能最佳,HMF转化率为95.4%,DFF产率为61.8%。V S-ZIS表面丰富的S空位能够促进O 2在催化剂表面吸附活化,通过捕获光生电子生成更多O_(2)^(-)·,从而提高催化剂对HMF的选择性氧化能力。

关键词：硫空位硫化铟锌 5-羟甲基糠醛光催化选择性氧化 2,5-呋喃二甲醛

高性能TEMPO功能化木粉-聚乙烯醇/锂铝水滑石复合材料的制备及性能

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林业科学 2024年第6期60卷 111-119页

作者：龚珊珊王思卿刘涛张晔李傲李建章北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

【目的】探究聚乙烯醇/锂铝水滑石(PVA/LDH)分散液对巴沙木加工剩余物理化性能的影响,为构建高性能木质复合材料提供理论依据,实现木材加工剩余物的高值化利用。【方法】受天然贝壳“砖-泥”有序结构启发,以巴沙木加工剩余物(木粉)为主... 详细信息

【目的】探究聚乙烯醇/锂铝水滑石(PVA/LDH)分散液对巴沙木加工剩余物理化性能的影响,为构建高性能木质复合材料提供理论依据,实现木材加工剩余物的高值化利用。【方法】受天然贝壳“砖-泥”有序结构启发,以巴沙木加工剩余物(木粉)为主要原料,经脱木素和氧化改性,获得2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)功能化改性木粉(T-WP),向其中加入不同比例PVA/LDH分散液,通过真空抽滤自组装过程将无机纳米片水滑石插层,构建天然有机聚合物与无机纳米片复合的高性能新型木质层状复合材料,基于FTIR、XPS、Zeta电位、力学性能等测试与分析,探究各组分间的相互作用及机械性能协同增强机制。【结果】1)木粉粒径100目时,纯T-WP薄膜的力学拉伸强度和韧性最大,分别为(225.25±0.82)MPa和(5.18±0.36)MJ·m^(-3)。2)PVA/LDH纳米片体系在T-WP上成功插层,并与T-WP分子链上的含氧官能团形成氢键、静电相互作用以及共价交联作用。3)对不同PVA/LDH添加量的T-WP-PVA/LDH复合材料进行力学性能分析,PVA/LDH添加量为20 wt%时,T-WP-PVA/LDH复合材料的拉伸强度和杨氏模量最大,分别为(287.29±4.91)MPa和(14.21±2.60)GPa,是纯T-WP的1.28和2.40倍。4)在相对湿度90%、温度25℃条件下放置16 h,T-WP-PVA/LDH复合材料的吸湿率为45.43%,力学拉伸强度为105.40 MPa;在湿润土壤中,T-WP-PVA/LDH复合材料表现出较好的可生物降解特性。【结论】T-WP-PVA/LDH仿生层状复合材料中,T-WP分子链上的活性含氧基团与PVA/LDH体系形成氢键、静电相互作用以及Al—O—C共价交联作用,构建协同增强体系,赋予T-WP-PVA/LDH复合材料优异的力学性能。木质层状复合材料优异的特性使其在包装、地膜、一次性餐盒等领域具有广泛应用前景,有望替代部分聚乙烯、聚丙烯等石油基产品。

关键词：木粉 TEMPO氧化锂铝水滑石力学性能增强机制界面协同

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木材胶黏剂仿生改性研究进展

材料导报 2024年第8期38卷 270-276页

作者：崔政李京超李建章高强北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室木材科学与工程北京市重点实验室北京100083

目前,利用无醛胶黏剂替代醛类树脂胶黏剂制备人造板产品成为木材胶黏剂研究热点,符合国家可持续发展和“双碳”战略。生物仿生为木材胶黏剂的改性和性能提升提供了设计灵感,是一种新兴且有效的改性策略。通过仿生设计与改性,无醛木材胶... 详细信息

目前,利用无醛胶黏剂替代醛类树脂胶黏剂制备人造板产品成为木材胶黏剂研究热点,符合国家可持续发展和“双碳”战略。生物仿生为木材胶黏剂的改性和性能提升提供了设计灵感,是一种新兴且有效的改性策略。通过仿生设计与改性,无醛木材胶黏剂的耐水性、防霉性、涂布预压性等得到显著提升的同时可以赋予胶黏剂功能性,是木材工业研究热点之一。本文综述了无醛木材胶黏剂仿生改性研究进展,按照仿生原理分为生物化学仿生木材胶黏剂(包括灵感来源于贻贝湿态黏附或模拟生物矿化、细胞壁构筑和重组键合网络过程等)以及结构仿生木材胶黏剂(包括灵感来源于壁虎脚趾微纳刷状结构、蜘蛛丝微相分离结构、珍珠层“砖和砂浆”结构、墨鱼骨多孔结构、弹簧螺旋结构等)。重点介绍了仿生原理、配方设计、胶黏剂性能和潜在应用价值,以期为木材胶黏剂的开发与高附加值利用提供参考。

关键词：无醛木材胶黏剂仿生性能功能性

甘油聚合度对纤维素纳米晶体复合虹彩薄膜结构和湿度响应性能的影响

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复合材料学报 2024年

作者：安邦孙文野李光盈陈芋马春慧罗沙徐明聪李伟刘守新东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室

为了探究添加物聚合度对纤维素纳米晶体(CNC)复合虹彩膜的影响，利用不同聚合度的甘油与CNC通过蒸发诱导自组装的方法制备了CNC/(聚)甘油复合虹彩薄膜。系统地研究了甘油聚合度对CNC复合虹彩膜结构色、力学性能和湿度响应能力的影响。... 详细信息

为了探究添加物聚合度对纤维素纳米晶体(CNC)复合虹彩膜的影响，利用不同聚合度的甘油与CNC通过蒸发诱导自组装的方法制备了CNC/(聚)甘油复合虹彩薄膜。系统地研究了甘油聚合度对CNC复合虹彩膜结构色、力学性能和湿度响应能力的影响。结果表明，随甘油聚合度的增加，复合膜中CNC手性向列相结构的螺距变小，复合虹彩膜的颜色蓝移，最大反射波长降低了最多约40 nm。甘油的加入显著提高了复合虹彩膜的湿度响应能力，甘油聚合度越低，复合虹彩膜湿度响应能力越强，在高湿度下反射波长越大。其中甘油添加量为20wt%的虹彩膜在相对湿度为98%的环境中发生了170 nm的红移，膜颜色由青色变为红色；相较于纯CNC膜，(聚)甘油复合虹彩膜的力学性能显著提升。对于复合虹彩膜，随(聚)甘油分子链增长，虹彩膜的断裂伸长率和抗拉强度最大分别提升了1.58倍和2.48倍。

关键词：纤维素纳米晶体甘油聚合手性向列相结构结构色