收藏本站
《南京理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于明胶的纳米材料制备及性能研究

刘颖  
【摘要】:明胶是用酸或碱处理胶原蛋白得到的变性产物,是多种氨基酸的缩聚物。明胶由于具有分散等多重优异功能,在传统的感光材料中的应用已有一百多年的历史。由于来源丰富、生物相容性好,目前基于明胶的研究多集中在软和硬的组织工程材料。明胶良好的乳化性能,高的侧链反应活性以及理想的生物相容性,是制备聚合物基纳米材料的理想材料。本论文利用明胶为基础原料,制备了纳米孔薄膜材料、抗菌的组织工程材料、贵金属纳米颗粒和明胶-氧化锌复合物,开拓了明胶在纳米科技领域中的应用。主要内容如下: 1.具有有序纳米孔结构的明胶-g-PMMA薄膜的制备 明胶分子链中含有悬挂双键,烯烃类单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)可接枝改性明胶,以明胶和MMA自由基聚合反应中产生的副产物PMMA微球作为模板制备多孔的明胶接枝聚甲基丙烯酸甲酯(明胶-g-PMMA)薄膜材料。通过调节聚合工艺参数和向聚合体系中加入添加剂来改变明胶与PMMA之间的物理化学作用对薄膜中的孔形貌进行调节,探讨薄膜的形成机理。单层和多层膜的薄膜可通过调节明胶-g-PMMA乳液中的固含量来控制。采用该技术路线,成功制备出具有有序孔结构的壳聚糖-g-PMMA和明胶-g-PS薄膜。本研究不但提供了一种制备有序孔结构薄膜的新路线,而且开拓了传统自由基聚合方法在制备新型功能纳米材料中的应用。 2.明胶-g-PMMA/Ag杂化多孔薄膜的制备及抗菌性能研究 PMMA接枝改性明胶,改善了固态明胶的粘合和润湿特性以避免明胶在人体体温(37℃)下溶解,同时利用两亲性明胶-g-PMMA大分子的乳化性能,调控银纳米颗粒的生长来制备具有抗菌性能的明胶基的软组织工程材料。并探讨薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑杀菌效果。研究结果表明,选用明胶与MMA的质量比为1时,采用简单自由基聚合的方法使明胶的接枝率为42%,明胶-g-PMMA薄膜具有良好的润湿性能。当银纳米颗粒在薄膜中的含量为26.5mg/g (mAg/mgelatin)时,薄膜的孔径为~3 nm,银纳米颗粒的尺寸为~6 nm。菌液中薄膜的浓度为50μg/mL时,抑杀菌的效果明显,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率超过98%,并具有长效性。 3.明胶辅助贵金属纳米颗粒的合成及其相互作用的研究 应用明胶作为还原剂和稳定剂来制备Au、Ag、Au-Ag合金纳米颗粒。通过应用紫外-可见光谱、核磁、荧光和投射电镜等方法来研究纳米颗粒与明胶蛋白之间相互作用。讨论了Au纳米颗粒形貌的控制、抗盐和pH诱使的颗粒聚集行为。研究结果表明:(a)通过1HNMR证明在80℃时,明胶中的谷氨酸和疏水的脯氨酸组分可以还原贵金属离子来制备纳米颗粒;(b)可通过明胶的浓度和溶液的pH两种方式来调控纳米颗粒的尺寸。由于明胶同时作为纳米颗粒生长的稳定剂和还原剂,明胶浓度的改变,使颗粒的生长受到极大的影响;溶液pH的改变使明胶肽链的构型和明胶残基的给电子能力发生了改变,影响了明胶肽链对贵金属离子的还原能力。(c)明胶-Au、明胶-Ag、明胶-Au-Ag胶体稳定性强,纳米颗粒和明胶肽链中多个基团之间存在强烈的相互作用,其中明胶中的氨基基团与纳米颗粒之间的绑定作用力最强。由于多个氨基酸序列对Au纳米颗粒有强烈的绑定作用,使明胶-Au胶体抗盐和pH的稳定性最强;(d)通过实验结果证明明胶与贵金属纳米颗粒之间形成了稳定的复合物,在温度高于明胶的溶胶-凝胶温度,明胶肽链在溶液中是一种无规卷曲的大分子链,纳米颗粒键合在大分子链上。当温度冷却到室温时,金纳米颗粒和明胶肽链自组装成三维α-螺旋结构。 4.通过连续流动注射的方法合成ZnO-明胶复合物 以明胶作为ZnO晶体生长的调节剂,采用连续流动注射的方法,成功制备了长方体、孪生的六角盘状和片状的ZnO-明胶复合物。研究液体的流速和反应温度对晶体生长的影响。当温度保持不变,纳米颗粒的形貌变化不大,流速快不仅仅使颗粒的尺寸变小而且均匀。当流速保持一定,温度变化幅度大,将影响颗粒的形貌。明胶中带有负电荷的羧基与ZnO晶体的(0001)极面发生相互作用,肽链中的大量的羧基与Zn2+之间产生螯合作用来降低(0001)面的表明能阻止晶体沿着c-轴生长。纳米颗粒在明胶大分子链上表面沉积并自组装成ZnO超结构。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.1

手机知网App
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 吕慧芳;郭保党;张澍;姚伦广;;杆状病毒表面展示系统研究进展[J];动物医学进展;2014年06期
2 张光亚;葛慧华;方柏山;;采用BP算法的多层感知机模型的蛋白识别[J];华侨大学学报(自然科学版);2009年02期
3 冯献礼;赵熹;于辉;王乙博;孙铁东;黄旭日;;分子动力学模拟极端嗜热核糖结合蛋白的热力学稳定性[J];化学学报;2012年05期
4 王霁;张士璀;陈玲玲;;蛋白质三级拓扑结构对热稳定性贡献的初步探讨[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2009年05期
5 张光亚,方柏山;嗜热和常温蛋白模式识别的研究[J];生物工程学报;2005年06期
6 张光亚;方柏山;;基于二肽组成识别嗜热和常温蛋白的研究[J];生物工程学报;2006年02期
7 张光亚;方柏山;;基于Boosting机制的决策树集成分类器识别嗜热和常温蛋白[J];生物工程学报;2006年06期
8 王军;陈鹏胜;王黎;王长军;黄延昭;;残基突变对冷休克蛋白热稳定性影响的计算分析研究(英文)[J];生物物理学报;2011年08期
9 何华;乔发东;安明理;何蔚荭;王亚南;;油藏嗜热微生物及其采油机理研究进展[J];石油地质与工程;2012年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张茂森;;山东省纳米科技大事记[J];走向世界;2001年01期
2 张立德;;张立德教授谈纳米材料和技术的战略地位、发展趋势和应用[J];中国新技术新产品精选;2001年Z1期
3 张庆文;;纳米材料研究的新进展及在21世纪的战略地位[J];化工之友;2006年10期
4 陈洪杰,李志伟,陶小军,吴志申,张治军;超声波在纳米材料制备中的应用[J];化学研究;2005年01期
5 余丽萍,肖伟,卢宏;浅析纳米材料及制备技术的进展[J];江西冶金;2005年03期
6 李淑丽;陈丽萍;;室温离子液体在无机纳米材料制备中的应用[J];今日科苑;2009年04期
7 尹衡;;纳米材料制备方法研究[J];现代商贸工业;2009年15期
8 王舒峰;邹图德;;稀土纳米材料制备研究现状[J];江西化工;2009年04期
9 张浩力;;2006亚洲纳米科技会议[J];国际学术动态;2007年06期
10 张建夫;任凯;庄保东;;纳米材料的研究进展[J];周口师范学院学报;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 翁小乐;吴忠标;;超临界水流动式纳米材料制备技术[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
2 邓忠民;朱晨;洪友士;;SPD纳米材料制备机理及其力学特性[A];力学与西部开发会议论文集[C];2001年
3 王策;;电纺丝技术在一维纳米材料制备中的应用[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
4 孙振华;王海花;陈雪松;苏党生;;功能导向的金属基杂化纳米材料制备与性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
5 刘雪峰;涂铭旌;;纳米材料制备中磨介的配比研究[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
6 张欣;;变频电机绝缘材料破坏机理的探讨及新型绝缘材料的应用[A];天津市电机工程学会2009年学术年会论文集[C];2009年
7 徐僖;王琪;;聚合物纳米材料制备新技术[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
8 叶高英;邓军;刘川东;吴代方;;等离子体气相法制备纳米材料[A];2006全国核材料学术交流会论文集[C];2006年
9 施雨湘;;纳米材料制备加工研究进展[A];新世纪科技与湖北经济发展——2001首届湖北科技论坛论文集[C];2001年
10 刘润静;;纳米材料制备及应用技术研究进展[A];中国纳米级无机粉体材料发展·节能·环保高峰论坛论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 汪敏华;上海纳米研究向多领域扩展[N];解放日报;2002年
2 本报记者 乔地;经济要赶超,科技怎么办?[N];科技日报;2003年
3 齐中熙;我国将大力发展纳米材料[N];中国矿业报;2002年
4 胥平;“大环保”——企业发展新考验[N];经理日报;2004年
5 记者 冀卫平 通讯员 孟笑然;我省纳米技术产业有望异军突起[N];山西日报;2002年
6 蔡忠仁;福建纳米材料工程实验室通过验收[N];中国化工报;2008年
7 青岛市科学技术局;青岛:打造高新技术新城[N];中国高新技术产业导报;2001年
8 ;中国,再加把劲[N];中国质量报;2000年
9 记者 吴国瑛;上海纳米研究大面积丰收[N];上海科技报;2002年
10 谢昭萍;高分子材料工程国家重点实验室[N];中国化工报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 冯海涛;SnO_2纳米材料制备与微波吸收性能研究[D];兰州大学;2010年
2 刘颖;基于明胶的纳米材料制备及性能研究[D];南京理工大学;2011年
3 张玉洁;聚吡咯复合纳米材料制备及其在电容法脱盐中的应用研究[D];天津大学;2011年
4 邹学军;TiO_2基纳米材料制备及光催化降解气相甲苯的研究[D];大连理工大学;2011年
5 杨丽霞;基于二氧化钛的环境功能纳米材料制备与应用研究[D];湖南大学;2009年
6 冯娟娟;石墨烯纳米带的STM研究和Si、SnS_2纳米材料制备及性能[D];兰州大学;2011年
7 康青;基于二氧化钛纳米管阵列的新功能纳米材料制备与应用研究[D];湖南大学;2011年
8 程进;准一维碳、氧化铅和氢氧化铅纳米材料制备与结构及物理特性的研究[D];北京邮电大学;2010年
9 穆莉莉;基于微流体脉冲驱动—控制的数字化微反应技术及应用研究[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李蕊;基于环己二胺和1,2-二苯基乙二胺手性两亲性小分子化合物的合成及在纳米材料制备中的应用[D];苏州大学;2013年
2 徐哲;基于生物模板的纳米材料制备和性能表征[D];华东师范大学;2011年
3 王静;两亲分子的合成及其在纳米材料制备中的应用[D];华中科技大学;2012年
4 袁杰;离子液体参与构筑的囊泡体系及其在纳米材料制备中的应用[D];山东大学;2011年
5 蔡娜;聚乙烯亚胺修饰的银纳米材料制备及应用研究[D];湖南大学;2013年
6 赵泽臣;CuInSe_xS_(2-x)和Cu_(2-x)In_xSn_(1-x)Se_(3-x)合金半导体纳米材料制备及表征[D];长春理工大学;2011年
7 周美玉;天然纤维素衍生的粘土纳米材料制备及性质研究[D];浙江大学;2014年
8 周小燕;β-FeOOH纳米材料制备及其性能研究[D];安徽大学;2010年
9 屈颖;功能化碳纳米材料制备及免疫电化学传感研究[D];中南民族大学;2013年
10 刘瑞;铁基氧化物纳米材料制备、碳包覆及电化学性能研究[D];山东大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026