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纳米材料修饰的环氧粘合剂用于结构改造
将碳基纳米材料（例如碳纳米管（CNT），碳纳米纤维（CNF）和石墨烯掺入环氧基矩阵中，可以增强裂缝韧性，拉伸强度和热稳定性。这些改进源于纳米颗粒与环氧树脂之间的强烈界面相互作用以及有效的裂纹机制。例如，增加0.1 wt。％单壁CNT的CNT使骨折韧性增加了13％，压缩后强度的强度增加了3.5％[3]。基于硅的纳米材料，例如二氧化硅纳米颗粒和蒙脱石（MMT）纳米粘土，也通过降低空隙含量和增加的刚度来增强环氧性特性。基质中纳米颗粒的均匀分散在实现这些益处方面起着至关重要的作用[4,5]。
特刊 - 纳米材料
人工智能（AI）的最新进步彻底改变了用于储能技术（包括超级电容器和电池）的先进纳米材料的开发。AI驱动的方法可以使设计和发现，结构优化以及精确材料的性能预测，从而增强了储能解决方案。AI在材料设计中的整合促进了新型高性能纳米材料的识别。基于AI的未来可持续能源材料创新和可再生能源系统的具有成本效益的储能解决方案是重中之重。Subtopics of focus may include: Advanced energy storage materials;Novel new dimensions: Carbon-based nanomaterials and their heteroatom- doped GO, RGO, CNT, CNFs;Artificial Intelligence and future energy research;Artificial Intelligence for energy storage materials discovery;Solar-based and hybrid energy storage innovations and AI;AI for supercapacitor development: merits and demerits;AI for battery materials design;Behind安全电动电动电动电动电池的锂离子电池和替代电池系统。
金属氧化物和碳纳米颗粒对聚酰亚胺复合膜的热和机械性能的协同作用
摘要：在本文中，我们报告了新型聚酰亚胺（PI）纳米复合物，并用金属氧化物（TIO 2或ZRO 2）纳米颗粒和纳米碳（碳纳米纤维（CNF）或官能化的碳纳米管（CNT碳nanotubes）（CNT f s））。对所使用材料的结构和形态进行了全面研究。对其热和机械性能进行了详尽的研究。与单纤维纳米复合材料相比，我们揭示了纳米成分对PI的许多功能特征的协同作用，包括热稳定性，刚度（玻璃过渡温度下方和高于玻璃过渡温度），产量点和浮动温度。此外，还展示了通过选择纳米填料的正确组合来操纵材料特性的可能性。所获得的结果可以成为具有PI基于PI的工程材料的平台，该工程材料具有量身定制的特征，能够在极端条件下运行。
2019年美国南部城市和社区林业的经济贡献分析
甲基parathion是一种典型的有机磷农药，对全球环境和人类健康构成威胁。在这项研究中，我们开发了一种可移植的2D传感垫，用于监测基于创新的混合材料的聚集诱导的发射（AIE）特性，该材料将纤维素纳米纤维（CNFS）与发光的金属有机框架（LMOFS）相结合。混合材料增强了LMOF的柔韧性和可塑性，并显着提高了传感材料的可扩展性。将所得的CNF/LMOF材料变成2D垫中，在紫外线暴露下表现出荧光性能。暴露于甲基parathion时，垫子的荧光可淬灭。通过监测405 nm波长的荧光孔的强度变化，这种宿主 - 圈相互作用可以精确地量化农药的浓度。我们将这些混合动力垫进一步设计为用户友好且便携式感应原型，然后通过真实的样品测试对其进行了验证。时间依赖性密度功能理论被采用来阐明甲基parathion触发的潜在荧光猝灭机制。这项工作引入了一个实用且可持续的感应平台，用于农药检测。
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碳是一种极具吸引力的支撑材料，因为它并不昂贵，当前的化学和热稳定性，并且通过修改其结构，更改了对确定催化性能至关重要的电子和几何特性，它具有多种用途[12-15]。此外，通过简单地燃烧（焚化）碳材料或提取，金属NP可以很容易被回收[16]。的确，碳表面结构特征强烈影响金属支持的相互作用[17-19]。Zhao等。 报道了碳纳米纤维（CNFS）结构中表面菌株的PD NP结合能的增加[20]。 PD-C相互作用在存在空缺的情况下也得到了加强，并从PD 4D轨道转移到C悬挂键[21]。 为了调整碳材料的表面是杂原子的引入，例如 o，n，b和p在其蜂窝晶格结构中。 沉积在杂种掺杂的碳表面上的 NP吸引了研究人员的注意，因为NPS结合更强并防止了烧结问题[22]。 这些催化剂的电子结构也会影响其在诸如水力氧合[23]，电催化氧还原[24]，光催化氧化等反应中的活性[25]。 氧作为掺杂剂会影响碳和金属纳米颗粒之间的电荷转移，实际上，大多数杂原子增强了相邻碳原子的电子密度，从而增加了从C到金属原子的反向构成[26]。Zhao等。报道了碳纳米纤维（CNFS）结构中表面菌株的PD NP结合能的增加[20]。PD-C相互作用在存在空缺的情况下也得到了加强，并从PD 4D轨道转移到C悬挂键[21]。为了调整碳材料的表面是杂原子的引入，例如o，n，b和p在其蜂窝晶格结构中。NP吸引了研究人员的注意，因为NPS结合更强并防止了烧结问题[22]。这些催化剂的电子结构也会影响其在诸如水力氧合[23]，电催化氧还原[24]，光催化氧化等反应中的活性[25]。氧作为掺杂剂会影响碳和金属纳米颗粒之间的电荷转移，实际上，大多数杂原子增强了相邻碳原子的电子密度，从而增加了从C到金属原子的反向构成[26]。氮和硼掺杂的C材料已受到越来越多的考虑因素，因为它们直接影响了固体的费米水平[27,28]，而对其支持的PD和PD合金NP在FA分解反应中显示出有希望的活动和耐用性[29-32]。尽管PD NPS在氧气和磷掺杂碳上的沉积是甲酸脱氢反应仍然是一个挑战，但Xin等人。通过XPS揭示了磷掺杂的影响，即P掺杂会影响PD的电子特性增强其活性和催化剂稳定性[33]。
Ti 3 AlC 2 陶瓷及其衍生物 Ti 3 C 2 T x 增强银基电接触材料
复合材料的力学性能并不令人满意，最初认为是由于Al层和Ag基体之间的相互扩散所致[22]。2011年，Gogotsi和Barsoum[23-24]合作通过从母体Ti3AlC2中选择性刻蚀掉Al原子平面，制备出一种具有二维结构的新型碳化物材料（Ti3C2Tx），称为MXenes。目前，Ti3C2Tx已受到许多应用领域的广泛关注[25-29]。Ti3C2Tx具有大的比表面积、良好的电导性、导热性和亲水性[30]，是一种很有前途的导电复合材料增强体。具体来说，Ti3C2TX 已展示出其作为聚合物（PVA、PAM、PEI、PAN 等）、陶瓷（MoS2、TiO2 等）和碳材料（CNT、MWCNT、CNFs 等）复合材料添加剂的潜力[31]。因此，导电 Ti3C2TX 有望增强 Ag 基体成为一种新型电接触材料。本研究探索了 MXenes 在电接触材料中的应用。采用粉末冶金法制备了 Ti3C2TX 增强 Ag 基复合材料，研究了其电阻率、硬度、机械加工性、拉伸强度、抗电弧侵蚀等综合性能，并与 Ti3AlC2 陶瓷增强 Ag 基复合材料进行了比较。对两类样品性能差异的机理进行了分析和总结。研究结果将为今后新一代环保型银陶瓷复合电接触材料的设计与制备提供重要数据。
纤维素 分解 微生物 分离 的 初步 研究 .
本研究涉及分离能够产生纤维素酶的微生物，这些纤维素酶在临界条件下将微晶纤维素 (MCC) 转化为纳米纤维素纤维 (NCF)。也就是说，这种传导可以被定义为能够产生此类纤维素酶的最有效的分离物，并且能够在原位条件下将纤维转化为纳米级，而无需任何化学或机械处理。分离物被确认，纤维素分解分离物的选择优先考虑真菌。与其他包括细菌和放线菌的分离物相比，三种分离物具有良好的稳定性。从蚕豆植物根际分离出黄曲霉，并进行了形态学和遗传学鉴定，并在基因库中记录，登录号为 ON428526。该分离物产生的 NCF 长度为 96±4.3 纳米，直径为 22±3.8 纳米，并且具有高结晶度和热稳定性。所研究的分离物（黄曲霉）产生的纤维素纤维的物理化学特性证实了 CNF 具有独特的特性，因为它们表现出极好的稳定性和均匀性。这种生物转化将生产的纤维应用于药物输送等生物医学应用。
先进的纳米纤维素基材料
多糖和蛋白质等天然聚合物被广泛用作制造先进材料的基质[1-4]。在众多的天然聚合物中，细菌纳米纤维素 (BNC)、纤维素纳米纤维 (CNF) 和纤维素纳米晶体 (CNC)（即纤维素的三种纳米形式）目前在现代科学和技术领域备受关注[5-7]。这些纳米级纤维素基质的环保性质、独特性能和多种功能正在被研究，以设计先进的纳米复合材料和纳米杂化材料，应用于力学、光学、电子、能源、环境、生物和医学等众多领域。纳米材料特刊的标题为“先进的纳米纤维素基材料：生产、特性和应用”，汇集了来自世界顶尖科学家研究纳米纤维素的原创研究和评论文章。因此，本期特刊收集了一篇关于纤维素纳米材料表征的评论论文 [8] 和八篇研究论文，重点关注 BNC [9-11]、CNF [12-15] 和 CNC [16] 用作复合材料的增强材料 [13-15] 以及生产燃料电池的离子交换膜 [9]、组织工程和伤口愈合的贴片 [10, 11] 以及用于癌症治疗的纳米系统或纳米载体 [15, 16]。在题为“纳米级红外光谱表征纤维素纳米材料的最新进展”的论文中，Zhu 等人。 [ 8 ] 综述了当前最先进的纳米级红外光谱和成像技术，即基于原子力显微镜的红外光谱 (AFM-IR) 和红外散射扫描近场光学显微镜 (IR s-SNOM)，在表征纤维素纳米材料方面的应用最新进展。作者指出，AFM-IR 和 IR s-SNOM 是两种用于纳米级空间分辨率成分分析和化学映射的技术，还可以提供有关纤维素纳米材料的机械、热和电性能的深刻信息 [ 8 ]。Vilela 等人的研究。 [9] 证明了将 BNC（即微生物胞外多糖）与水溶性阴离子磺化木质素衍生物（即木质素磺酸盐）和天然交联剂（即单宁酸）结合起来生产具有良好机械性能（最大杨氏模量约 8.2 GPa）和吸湿能力（48 小时后约 78%）和最大离子电导率为 23 mS cm−1（在 94 ◦ C 和 98% 相对湿度下）的独立均质膜的可行性。尽管所实现的电导率值与文献中报道的其他全生物基离子交换膜相当或更高，但它们仍然比目前燃料电池中使用的标准商用 NafionTM 离聚物低两个数量级。尽管如此，作者认为，这项研究可能有助于开发环境友好型导电隔膜的漫长而艰辛的道路，特别是通过利用农业和工业副产品的剩余原材料 [ 9 ]。Kutov á 等人的研究也同样有趣。[ 10 ] 研究了干燥方法（风干或冷冻干燥）和随后的氩等离子体改性对导电隔膜的影响。
柔软探针上的纳米纤维PEDOT碳复合材料
在这项研究中，我们报告了一种可柔性的4通道微电极探针，该探针涂有高度多孔和可靠的纳米复合材料的聚（3,4-乙基二氧噻吩）（PEDOT）（PEDOT）和碳纳米纤维（CNF），作为固体掺杂模板，用于固体掺杂模板，以实现高强度录制效果。通过原位电化学聚合技术开发了一种简单而良好的控制策略，该技术在灵活的4通道金微电极探针上创建PEDOT和CNF的多孔网络。不同的形态和电化学特征表明，它们具有显着且优异的电化学特性，产生了相结合高表面积，低阻抗（16.8±2mΩ.mmghz时2 kHz）和升高的电荷入口功能（超过那些pure and Pure dup pul of Pude）的微电化学特性。此外，PEDOT-CNF复合电极表现出延长的双相电荷周期耐力，导致长期电刺激的物理分层或降解可忽略不计。在小鼠脑切片上进行体外测试表明，它们可以记录自发的振荡场电位以及单单元的动作电位，并允许安全地提供电刺激以唤起磁场电位。 PEDOT-CNF复合电极的组合上级电性能，耐用性和3D微结构拓扑表现出开发未来神经表面接口应用的杰出潜力。在小鼠脑切片上进行体外测试表明，它们可以记录自发的振荡场电位以及单单元的动作电位，并允许安全地提供电刺激以唤起磁场电位。PEDOT-CNF复合电极的组合上级电性能，耐用性和3D微结构拓扑表现出开发未来神经表面接口应用的杰出潜力。
用胺官能化的氟化离子液体对纤维素纳米材料的表面修饰，以使疏水性和高热稳定性
一种高度疏水的离子液体（IL），3-氨基丙基 - tributylylylyphosphonium bis（三氟甲基索尔索尔）酰亚胺（[AP 4443] [NTF 2]），并通过cel- lulose nananomearials（Cnms）（cnms）（cnms）（cnms）的表面进行了施用（cn）。修饰的CNM的化学结构，形态，热稳定性和表面疏水性都充分表征。从核磁共振光谱（1 H，13 C，19 F和31 P），傅立叶变换红外光谱，X射线光电光谱和X射线衍射证实[AP 4443] [ap 4443] [ntf 2]成功地将CNM的表面置换到2.5％的表面功能化。透射电子显微镜分析证实，修饰后保留了CNM的尺寸，但经过修饰的纤维素纳米晶体（CNC）的聚集显着。热重量分析表明，修饰的CNC从〜252℃至〜310°C的降解温度显着升高。修饰的纤维素纳米纤维（CNF）并未显示出热稳定性的升高。修饰的CNM悬浮液显示出对水的亲和力降低，并且在水性培养基中的聚集体形成。此外，水接触角测试表明，改进的CNM的疏水性增强了。这种修饰方法具有使用[AP 4443] [NTF 2] IL用于功能材料的潜力，以实现适合使用热塑料水性加工的新型疏水CNM，用于制造热稳定的复合材料，并用于电池的聚合物凝胶电解质。