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一种通过羧甲基纤维素增强导电聚合物光学和电学性能的环保方法
摘要： 本工作提出一种环保方法，通过羧甲基纤维素（CMC）在水介质中电合成具有优异光学和电学性能的导电聚合物。为此，通过氢键作用将水不溶性单体4-氨基-N-[2,5-二(噻吩-2-基)-1H-吡咯-1-基]苯甲酰胺（TPB）分散于水中，并经电聚合制得导电复合薄膜（PTPB–CMC）。选择TPB单体通过氢键与CMC相互作用，既确保了其在CMC中的分散性，又提高了聚合物在复合结构中的相容性。通过对所得导电聚合物的电化学、光谱电化学研究及表面形貌分析发现，阴离子型CMC通过塑化效应和掺杂作用，显著改善了聚合物的电学、光学及力学性能。此外，在电极表面存在纳米碳材料时，聚合电位降低，并获得了对技术应用至关重要的更稳定持久的高分子薄膜。
关键词： 电化学聚合、复合材料、导电聚合物、羧甲基纤维素
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于羧甲基纤维素/碳纳米管复合膜的光纤传感器，用于同时测量相对湿度和温度
摘要： 本文制备了羧甲基纤维素（CMC）/碳纳米管（CNTs）复合薄膜，并将其作为优良的湿敏材料，设计了一种结构简单、灵敏度高、响应速度快的温湿度同步测量传感器。该传感器由光纤布拉格光栅（FBG）构成，并在其端面连接涂覆有CMC/CNTs水凝胶复合薄膜的中空光纤（HCF）。对比实验结果表明：采用CMC薄膜的传感器湿度灵敏度为170.55 pm/%RH，而采用CMC/CNTs复合薄膜的传感器灵敏度达230.95 pm/%RH。湿度不敏感的FBG可用于获取精确温度信息，其温度灵敏度为26.35 pm/?C。本研究不仅证实CMC是光纤传感器的优异湿敏材料，同时证明碳纳米管能有效提升水凝胶薄膜的湿度灵敏度。该温湿度同步测量传感器具有良好的应用前景。
关键词： 光纤传感器，碳纳米管，羧甲基纤维素，湿度和温度
更新于2025-09-23 15:21:01
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[ZnCMC]<sup>TF</sup>聚合物（有机/无机）的合成、DFT研究、制备及光学表征作为光电器件
摘要： 采用溶胶-凝胶技术制备了一种新型羧甲基纤维素锌薄膜[ZnCMC]TF。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱、紫外-可见光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线光谱(EDX)等多种表征技术及光学性能测试研究了[ZnCMC]TF的特性。对其分子结构、FTIR和光学性能进行了优化。[ZnCMC]TF复合物的拉曼光谱在72-556 cm?1范围内显示出多个谱带，源于(nZn–O)伸缩振动和(Zn–O)弯曲振动，这是[ZnCMC]TF的FTIR与拉曼光谱的显著区别。采用密度泛函理论(DFT)通过DMol3和剑桥系列总能量包(CASTEP)程序进行优化。光谱学和结构特性证实了CMC与[ZnCMC]TF的化学结构；XRD结果显示二者具有相同晶型(单斜晶系2)。[ZnCMC]TF的晶粒尺寸大于CMC，在光学带隙能量方面表现出相似特性。光学常数随光子能量增加而增大，包括折射率n、吸收系数k和光学电导率。SEM图像为锌过渡金属与CMC反应形成[ZnCMC]TF复合物提供了有力证据。通过TEM和EDX等技术检测了生成的[CMC]球形薄膜和[ZnCMC]TF聚合物纳米棒。模拟FTIR、XRD和CASTEP获得的光学性能与CMC和ZnCMC的实验研究结果高度吻合?；诠庋匦苑治觯琜ZnCMC]TF在太阳能电池和光电器件等应用领域具有良好前景。
关键词： 透射电子显微镜（TEM）、DMol3软件、锌薄膜、羧甲基纤维素、紫外 - 可见光谱（UV - Vis）、密度泛函理论（DFT）、光电器件、X射线衍射（XRD）、能量色散X射线光谱（EDX）、CASTEP软件、溶胶 - 凝胶技术、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、光学性能、拉曼光谱
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于羧甲基纤维素的磁性金或银纳米体系：催化、基于表面增强拉曼散射的传感应用及电化学领域的杰出候选材料
摘要： 光学、催化及电化学传感研究领域对金/银基金属纳米材料需求的不断增长，亟需开发一种清洁环保的新型金属复合材料制备方法。本研究报道了一种创新工艺：制备分散性羧甲基纤维素稳定的氧化铁纳米颗粒，其表面可吸附银/金离子，并在无需额外还原剂的情况下将金属离子捕获于磁性载体表面直接还原为纳米颗粒。成功制备了哑铃状结构的磁性银纳米复合材料与草莓状结构的磁性金纳米复合材料（金属含量分别为5%、10%和20% wt.%），通过高分辨透射电镜、能谱分析、X射线粉末衍射及原子吸收光谱进行了表征。 随后将这些磁性银（cMNPs-Ag）和金（cMNPs-Au）纳米复合材料作为催化剂、SERS传感及电化学应用的优质候选材料进行研究。以4-硝基苯酚还原为4-氨基苯酚为模型反应，证实其催化性能，测得纳米复合材料速率常数高达0.25-4.12 min?1，转化频率（TOF）达20.87-95.34 min?1。采用cMNPs-Au/cMNPs-Ag修饰玻碳电极通过循环伏安法成功检测H?O?，在-0.45 V处出现明显还原峰（表明H?O?检测过电位低），检测限分别为2.82×10?? mol L?1（cMNPs-Ag）和3.04×10?? mol L?1（cMNPs-Au）。以罗丹明6G为分析物验证其SERS活性基底性能，测得增强因子分别为2×10?（20 wt.% Au的cMNPs-Au）和3.2×10?（20 wt.% Ag的cMNP-Ag）。
关键词： 催化剂、电化学非酶传感器、羧甲基纤维素、表面增强拉曼散射基底、磁性金与磁性银纳米复合材料
更新于2025-09-04 15:30:14
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多价生物聚合物包覆的金纳米粒子作为稳定且无非特异性内吞作用的细胞标记剂
摘要： 本研究发现羧甲基纤维素（CMC）可作为金纳米颗粒（AuNPs）细胞标记的稳定包覆剂。通过简单混合并离心去除未结合的CMC，即可实现AuNPs的CMC包覆。CMC包覆的AuNPs在高达100 mM NaCl和β-巯基乙醇存在下仍表现出高稳定性。结构分析表明，CMC在AuNPs表面的多重结合实现了稳定?；?。为进行特异性细胞标记，将抗CD44抗体偶联至CMC包覆的AuNPs。通过将这些纳米颗粒加入含HeLa细胞的培养体系中，验证了抗体偶联AuNPs的细胞标记性能。我们观察到经抗体偶联AuNPs孵育的HeLa细胞内存在AuNPs的光散射斑点，且未发生非特异性内吞作用。然而，柠檬酸盐包覆的AuNPs簇则通过受体介导的内吞作用被捕获于细胞内。此外，未观察到细胞毒性，证实CMC包覆的AuNPs可作为稳定且生物相容的细胞标记剂。
关键词： 内吞作用、金纳米粒子、暗场、羧甲基纤维素、癌症、细胞标记剂、CD44
更新于2025-09-04 15:30:14