摘要:碳纳米管 (CNT) 的优异性能在引入橡胶基质时也呈现出一些局限性,特别是当这些纳米颗粒应用于高性能轮胎胎面胶料时。由于范德华相互作用,它们倾向于聚集成束,CNT 对硫化过程的强烈影响以及填料-橡胶相互作用的吸附性质加剧了橡胶-CNT 化合物的能量耗散现象。因此,它们在滚动阻力方面的预期性能受到限制。为了克服这三个重要问题,CNT 已用含氧基团和硫磺进行表面改性,从而改善了这些橡胶化合物在轮胎胎面应用中的关键性能。通过结合机械、平衡膨胀和低场核磁共振实验,对这些使用功能化 CNT 作为填料的新材料进行了深入表征。该研究的结果表明,通过在CNT表面引入硫,在橡胶基质和纳米颗粒之间形成共价键,对橡胶化合物的粘弹行为和网络结构产生积极的影响,降低了60◦C时的损耗因子(滚动阻力)和非弹性缺陷,同时增加了新化合物的交联密度。
表面修饰的层对于钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性很重要,但是对表面改性材料的研究仍落后于光伏磁场中的钙钛矿材料。在这项工作中,通过高合成产率的Stille耦合开发了线性共轭的四聚体IDTT4PDI。IDTT4PDI表现出极好的溶解度,热稳定性,合适的Lumo水平(-4.08 eV)和高电子迁移率,这意味着它适合在倒置的钙钛矿太阳能电池中用作表面修饰层。使用IDTT4PDI作为表面修饰的层改善了钙钛矿层和PCBM膜之间的界面接触,减少了陷阱辅助的重组,并提高了电子传输效率。结果,IDTT4PDI-MAPBI 3 PEROVSKITE倒置设备可实现超过20%的效率,该设备远高于控制装置(17%)。这项工作为使用线性二酰亚胺衍生物作为有效的表面修饰材料打开了一个新方向,以实现高效的钙钛矿太阳能电池。
mon theme.第 I 部分包含七章,涉及用于药物输送的纳米材料。第 I 部分涵盖的主题包括刺激响应纳米结构二氧化硅基质、金纳米粒子和用于靶向药物输送应用和牙科应用的脂质体。此外,本节还涵盖了作为癌症治疗和肽治疗的纳米载体和纳米粒子的材料。第 II 部分包含两章,专门介绍抗菌纳米材料。第 II 部分涵盖了表面特性对微生物粘附的影响,并总结了用于医疗应用的抗菌纳米结构聚合物的最新进展。第 III 部分包含五章,涉及生物传感器中的纳米材料,第 IV 部分包含一章,介绍纳米材料的安全性。第三部分涵盖了传染性病原体纳米诊断技术、用于病原体检测的显色生物传感器、用于检测 DNA 损伤和基因毒性的电化学生物传感器以及量子点分子成像(包括用于生物传感应用的聚合物表面改性)的最新进展。
Peter Kasak 博士是卡塔尔大学先进材料中心的技术经理和研究副教授。Peter Kasak 博士于 2003 年在布拉迪斯拉发夸美尼斯大学有机化学系获得博士学位。后来,他成为维也纳大学的 Lisa Meitner 博士后研究员,之后在斯洛伐克科学院聚合物研究所开始研究,并担任高级研究员。自 2012 年以来,他就职于卡塔尔大学先进材料中心。他的专长集中在表面改性、材料表面化学表征、有机合成和催化方面。主要研究课题是两性离子基材料及其在生物医学和防污方面的应用、高级应用和催化以及表面表征技术、阐明水环境中聚合物过程的动力学以及异相催化。此外,他还作为导师培训/指导了多名高中生、研究生、本科生和博士后。他的研究成果包括 160 多篇研究出版物、170 篇会议论文、3 本书章节和专利。他的管理技能体现在技术支持管理以及价值超过 700 万卡塔尔里亚尔的各种国际、国内和行业项目的 LPI。
激光作为热源用于表面改性、焊接、熔覆、定向能量沉积 (DED) 等多种材料加工应用,由于其固有特性而广受欢迎,即易于产生高功率密度、快速加热和冷却速率 (10 3 –10 6 C/s),同时将热影响区和变形降至最低。在这些应用中,DED 是一项相对较新的技术,由于其能够直接从 CAD 模型逐层沉积复杂组件,因此在世界范围内得到了广泛的研究。然而,该过程由于在积聚过程中的热积累而受到各向异性的影响,从而影响最终的微观结构、力学性能和几何完整性 [1]。已有多项研究报告了量化与峰值温度、熔池大小等有关的热积累,并控制工艺参数以实现均匀性。Song 和 Mazumder [2] 使用双色高温计开发了一种基于熔池温度的控制系统。根据温度变化调节激光功率,以改善表面和几何完整性。Ding 等人 [3] 通过感应和控制粉末流速和熔池尺寸,开发了一种机器人激光 DED 系统中的几何再现性实时反馈系统。
微泡 (MB) 广泛用于超声 (US) 成像和药物输送。由于表面张力,MB 通常呈球形。当加热到玻璃化转变温度以上时,聚合物基 MB 可以机械拉伸以获得各向异性形状,从而赋予它们独特的超声介导血脑屏障 (BBB) 渗透特性。本文显示,非球形 MB 可以用 BBB 特异性靶向配体进行表面改性,从而促进与脑血管的结合和声波渗透。主动靶向的棒状 MB 是通过对球形聚(丁基氰基丙烯酸酯)MB 进行 1D 拉伸,然后用抗转铁蛋白受体 (TfR) 抗体对其外壳进行功能化而生成的。使用超声和光学成像证明,无论是在体外还是体内,非球形抗 TfR-MB 都能比球形抗 TfR-MB 更有效地与 BBB 内皮结合。与 BBB 靶向球形 MB 相比,与 BBB 相关的各向异性 MB 产生更强的空化信号,并显著增强 BBB 渗透和模型药物的输送。这些发现证明了抗体修饰的非球形 MB 具有向大脑靶向和触发药物输送的潜力。
摘要 人类与致命疾病的斗争自古以来就一直在持续。科学技术在对抗这些疾病方面的贡献不容忽视,这完全归功于新方法和产品的发明,它们的尺寸范围从微米扩展到纳米。最近,纳米技术因其诊断和治疗不同癌症的能力而受到越来越多的关注。不同的纳米粒子已被用于规避与保守的抗癌输送系统相关的问题,包括其非特异性、副作用和突发释放。这些纳米载体包括固体脂质纳米粒子 (SLN)、脂质体、纳米脂质载体 (NLC)、纳米胶束、纳米复合材料、聚合物和磁性纳米载体,它们带来了抗肿瘤药物输送的革命。纳米载体提高了抗癌药物的治疗效果,在特定部位更好地积累并持续释放,提高了生物利用度,并绕过正常细胞导致癌细胞凋亡。在这篇综述中,简要讨论了癌症靶向技术和纳米粒子的表面改性,以及可能面临的挑战和机遇。可以得出结论,了解纳米医学在肿瘤治疗中的作用具有重要意义,因此,该领域的现代进展对于肿瘤患者的繁荣今天和富裕未来至关重要。
摘要:微流体生物传感器的主要问题之一是生物层沉积。典型的制造工艺,例如陶瓷的烧制和硅与玻璃的阳极键合,都涉及高温暴露,任何生物材料都很容易受到高温的影响。因此,目前的方法是基于液体沉积,例如化学浴沉积 (CBD) 和电沉积 (ED)。然而,这种方法并不适用于许多生物材料。通过使用等离子体处理引入陶瓷-聚合物键合,部分解决了这个问题。该方法在等离子体激活和用聚合物盖密封系统之间引入了大约 15 分钟的生物改性窗口。不幸的是,一些生化过程相当缓慢,这段时间不足以将生物材料正确附着到表面。因此,介绍了一种基于生物改性后等离子体激活的新方法。至关重要的是,放电是有选择性的;否则,它会蚀刻生物材料。通过使用等离子处理和与聚合物粘合进行选择性表面改性,可以克服制造陶瓷生物传感器的困难。通过接触角测量和傅里叶变换红外 (FTIR) 分析研究了等离子体改性的区域。为了证明这一概念,制造了一个样品结构。结果表明该方法是可行的。
不锈钢、钛和钴铬合金等金属合金具有出色的强度、摩擦学特性和生物相容性,是生物植入物的首选材料。然而,长期植入金属合金可能会因离子渗出而导致炎症、肿胀和瘙痒。为了解决这个问题,聚合物越来越多地用于骨科应用,取代骨固定板、螺钉和支架等金属部件,并最大限度地减少全髋关节和膝关节置换术中的金属对金属接触。陶瓷以其硬度、热障、耐磨和耐腐蚀性而闻名,在电化学、燃料和生物医学行业中得到广泛应用。本综述深入研究了各种生物相容性材料,这些材料经过精心设计,可以与身体无缝结合,减少炎症、毒性或免疫反应等不良反应。此外,本综述还探讨了包括金属、聚合物和陶瓷在内的各种生物材料在植入应用中的潜力。虽然金属生物材料仍然不可或缺,但聚合物和陶瓷有望成为替代方案。然而,表面改性金属材料具有混合效果,结合了不同成分的优势。生物医学植入材料的未来在于先进的制造技术和个性化设计,从而为复杂的医疗需求提供量身定制的解决方案。
在整个人类历史中,液体的流动一直是其重要特征。在近代,在没有固体壁的表面上对液体的操纵和控制引起了人们对各种应用的兴趣,例如微流体装置[1]、芯片实验室[2–3]、排斥涂层[4]、油水分离[5]和微型化学或生物学。[6–8] 一种常用的策略是亲水–疏水化学图案化表面,其允许水室的空间限制。[9–15] 全疏水–全亲水或超疏油图案化基底的开发使得限制低表面张力液体(LSTL)的液滴成为可能,并显著提高了表面模板液体的能力。[16] 制备全疏水或超疏油表面通常需要全氟化学品进行表面改性或润滑剂注入表面(LIS)。 [17] 然而,全氟化学品的使用存在环境问题,因为它们具有生物持久性,而 LIS 通常不耐用,因为润滑剂在 LSTL 中具有部分可混合性。[18–20] 此外,这些方法通常仅限制 LSTL 润湿的面积,并且只有少数图案化 LSTL 的演示。[21–26] Jokinen