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高分子壓電材料的特點范文1
首先，智能材料家族將成為可穿戴設備不可或缺的一部分。
由形狀記憶合金、光致變色材料、電致變色材料、壓電材料、智能高分子材料等組成的龐大的智能材料家族是可穿戴設備的完美搭配。
智能材料中的形狀記憶合金具有很強的可彎曲性，并且能夠記憶自身的形狀，日常使用的抗彎折眼鏡框、可植入人體的人造骨骼和人造衛星的太陽能電池板等都是由形狀記憶合金制作而成。如果能將這種材料應用于可穿戴設備，它將能夠自動記憶人體曲線，在接觸到人體的時候自動變化為適應每個人的體型并自動固定。甚至，如果把現在的智能手機直接制作在形狀記憶合金之上，那么整個可穿戴設備將能夠貼合于人體，實現真正的“與人融合”。
光致變色材料、電致變色材料和智能高分子材料，將能夠監測人體的各項生命體征以及外部環境的變化，并通過自身變化直觀地表示出來。人們也許可以不用打開顯示屏，就能夠獲得足夠多的信息，比如它可以感受周圍的氣溫，甚至是空氣污染的程度，并通過顏色變化的方式表現出來。周圍的環境變化將不再是冷冰冰的數字，其呈現的方式將更加智能化。壓電材料給可穿戴設備的帶來的革命將更為巨大，將其植入可穿戴設備中，能夠將人體的每一次活動中微小的能量都收集起來，這將能夠提供源源不斷的電力供應，可穿戴設備將能夠擺脫電池的束縛，實現真正的輕量化和長續航。
其次，智能材料與可穿戴設備的結合將徹底革新人們對于“智能”的定義。
高分子壓電材料的特點范文2
2 生物材料的類型與應用 生物材料種類繁多,到目前為止,被詳細研究過的生物材料已經超過一千種,在醫學臨床上廣泛應用的也有幾十種,涉及材料學科各個領域。依據不同的分類標準,可以分為不同的類型。
2.1 以材料的生物性能為分類標準根據材料的生物性能,生物材料可分為生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料和生物復合材料四類。
2.1.1 生物惰性材料 生物惰性材料是指一類在生物環境中能保持穩定,不發生或僅發生微弱化學反應的生物醫學材料,主要是生物陶瓷類和醫用合金類材料。由于在實際中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在機體內也只是基本上不發生化學反應,它與組織間的結合主要是組織長入其粗糙不平的表面形成一種機械嵌聯,即形態結合。生物惰性材料主要包括以下幾類:(1)氧化物陶瓷 主要包括氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷.氧化鋁陶瓷中以純剛玉及其復合材料的人工關節和人工骨為主,具體包括純剛玉雙杯式人工髖關節;純剛玉— 金屬復合型人工股骨頭;純剛玉—聚甲基丙烯酸酯—鈷鉻鉬合金鉸鏈式膝關節,其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷 該材料主要用來制作部分人工關節。(3)Si3N4 陶瓷 該類材料主要用來制作一些作為替代用的較小的人工骨,目前還不能用作承重材料。(4)醫用碳素材料 它主要被作為制作人工心臟瓣膜等人工臟器以及人工關節等方面的材料。(5)醫用金屬材料 該類材料是目前人體承重材料中應用最廣泛的材料,在其表面涂上活性生物材料后可增加它與人體環境的相容性.同時它還能制作各類其他人體骨的替代物。
2.1.2 生物活性材料生物活性材料是一類能誘出或調節生物活性的生物醫學材料。但是,也有人認為生物活性是增進細胞活性或新組織再生的性質?，F在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基礎,其應用范圍也大大擴充. 一些生物醫用高分子材料,特別是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被視為生物活性材料.羥基磷灰石是一種典型的生物活性材料。由于人體骨的主要無機質成分為該材料,故當材料植入體內時不僅能傳導成骨,而且能與新骨形成骨鍵合。在肌肉、韌帶或皮下種植時,能與組織密合,無炎癥或刺激反應.生物活性材料主要有以下幾類:
(1)羥基磷灰石,它是目前研究最多的生物活性材料之一,作為最有代表性的生物活性陶瓷—羥基磷灰石(簡稱HAP)材料的研究, 在近代生物醫學工程學科領域一直受到人們的密切關注.羥基磷灰石 [Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎動物骨和齒的主要無機成分,結構也非常相近,與動物體組織的相容性好、無毒副作用、界面活性優于各類醫用鈦合金、硅橡膠及植骨用碳素材料。因此可廣泛應用于生物硬組織的修復和替換材料,如口腔種植、牙槽脊增高、耳小骨替換、脊椎骨替換等多個方面.另外,在HA 生物陶瓷中耳通氣引流管、頜面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA顆粒和抑制癌細胞用HA微晶粉方面也有廣泛的應用.又因為該材料受到本身脆性高、抗折強度低的限制,因此在承重材料應用方面受到了限制.現在該材料已引起世界各國學者的廣泛關注。目前制備多孔陶瓷和復合材料是該材料的重要發展方向,涂層材料也是重要分支之一。該類材料以醫用為目的,主要包括制粉、燒結、性能實驗和臨床應用幾部分。
(2)磷酸鈣生物活性材料 這種材料主要包括磷酸鈣骨水泥和磷酸鈣陶瓷纖維兩類.前者是一種廣泛用于骨修補和固定關節的新型材料,有望部分取代傳統的PMMA 有機骨水泥. 國內研究抗壓強度已達60MPa 以上。后者具有一定的機械強度和生物活性,可用于無機骨水泥的補強及制備有機與無機復合型植入材料。
(3)磁性材料 生物磁性陶瓷材料主要為治療癌癥用磁性材料,它屬于功能性活性生物材料的一種。把它植入腫瘤病灶內,在外部交變磁場作用下,產生磁滯熱效應,導致磁性材料區域內局部溫度升高,借以殺死腫瘤細胞,抑制腫瘤的發展。動物實驗效果良好。
(4)生物玻璃 生物玻璃主要指微晶玻璃,包括生物活性微晶玻璃和可加工生物活性微晶玻璃兩類。目前關于該方向的研究已成為生物材料的主要研究方向之一。
2.1.3 生物降解材料所謂可降解生物材料是指那些在被植入人體以后,能夠不斷的發生分解,分解產物能夠被生物體所吸收或排出體外的一類材料,主要包括β-TCP 生物降解陶瓷和生物陶瓷藥物載體兩類,前者主要用于修復良性骨腫瘤或瘤樣病變手術刮除后所致缺損,而后者主要用作微藥庫型載體,可根據要求制成一定形狀和大小的中空結構,用于各種骨科疾病。
2.1.4 生物復合材料生物復合材料又稱為生物醫用復合材料,它是由兩種或兩種以上不同材料復合而成的生物醫學材料,并且與其所有單體的性能相比,復合材料的性能都有較大程度的提高的材料。制備該類材料的目的就是進一步提高或改善某一種生物材料的性能。該類材料主要用于修復或替換人體組織、器官或增進其功能以及人工器官的制造,它除應具有預期的物理化學性質之外,還必須滿足生物相容性的要求,這里不僅要求組分材料自身必須滿足生物相容性要求,而且復合之后不允許出現有損材料生物學性能的性質。按基材分生物復合材料可分為高分子基、金屬基和陶瓷基三類,它們既可以作為生物復合材料的基材,又可作為增強體或填料,它們之間的相互搭配或組合形成了大量性質各異的生物醫學復合材料,利用生物技術,一些活體組織、細胞和誘導組織再生的生長因子被引入了生物醫學材料,大大改善了其生物學性能,并可使其具有藥物治療功能,已成為生物醫學材料的一個十分重要的發展方向,根據材料植入體內后引起的組織反應類型和水平,它又可分為近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等幾種類型。人和動物中絕大多數組織均可視為復合材料,生物醫學復合材料的發展為獲得真正仿生的生物材料開辟了廣闊的途徑。
2.2 以材料的屬性為分類標準
2.2.1 生物醫用金屬材料生物醫用金屬材料是用作生物醫學材料的金屬或合金,又稱外科用金屬材料或醫用金屬材料,是一類惰性材料,這類材料具有高的機械強度和抗疲勞性能,是臨床應用最廣泛的承力植入材料。該類材料的應用非常廣泛,及硬組織、軟組織、人工器官和外科輔助器材等各個方面,除了要求它具有良好的力學性能及相關的物理性質外,優良的抗生理腐蝕性和生物相容性也是其必須具備的條件。醫用金屬材料應用中的主要問題是由于生理環境的腐蝕而造成的金屬離子向周圍組織擴散及植入材料自身性質的退變,前者可能導致毒副作用,后者常常導致植入的失敗。已經用于臨床的醫用金屬材料主要有不銹鋼、鈷基合金和鈦基合金等三大類。此外,還有形狀記憶合金、貴金屬以及純金屬鉭、鈮、鋯等。
2.2.2 生物醫用高分子材料 醫用高分子材料是生物醫學材料中發展最早、應用最廣泛、用量最大的材料,也是一個正在迅速發展的領域。它有天然產物和人工合成兩個來源,該材料除應滿足一般的物理、化學性能要求外,還必須具有足夠好的生物相容性。按性質醫用高分子材料可分為非降解型和可生物降解型兩類。對于前者,要求其在生物環境中能長期保持穩定,不發生降解、交聯或物理磨損等,并具有良好的物理機械性能。并不要求它絕對穩定,但是要求其本身和少量的降解產物不對機體產生明顯的毒副作用,同時材料不致發生災難性破壞。該類材料主要用于人體軟、硬組織修復體、人工器官、人造血管、接觸鏡、膜材、粘接劑和管腔制品等方面。這類材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等. 而可降解型高分子主要包括膠原、線性脂肪族聚酯、甲殼素、纖維素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它們可在生物環境作用下發生結構破壞和性能蛻變,其降解產物能通過正常的新陳代謝或被機體吸收利用或被排出體外,主要用于藥物釋放和送達載體及非永久性植入裝置.按使用的目的或用途,醫用高分子材料還可分為心血管系統、軟組織及硬組 織等修復材料。用于心血管系統的醫用高分子材料應當著重要求其抗凝血性好,不破壞紅細胞、血小板,不改變血液中的蛋白并不干擾電解質等。
2.2.3 生物醫用無機非金屬材料或稱為生物陶瓷。生物醫用非金屬材料,又稱生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等無機非金屬材料。此類材料化學性能穩定,具有良好的生物相容性。一般來說,生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三類。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已經簡要作了介紹,而功能活性生物陶瓷是近年來提出的一個新概念.隨著生物陶瓷材料研究的深入和越來越多醫學問題的出現,對生物陶瓷材料的要求也越來越高。原先的生物陶瓷材料無論是生物惰性的還是生物活性的,強調的是材料在生物體內的組織力學環境和生化環境的適應性,而現在組織電學適應性和能參與生物體物質、能量交換的功能已成為生物材料應具備的條件。因此,又提出了功能活性生物材料的概念。它主要包括以下兩類:(1)模擬性生物陶瓷材料 該類材料是將天然有機物(如骨膠原、纖維蛋白以及骨形成因子等)和無機生物材料復合,來模擬人體硬組織成分和結構,以改善材料的力學性能和手術的可操作性,并能發揮天然有機物的促進人體硬組織生長的特性。(2)帶有治療功能的生物陶瓷復合材料 該類材料是利用骨的壓電效應能刺激骨折愈合的特點,使壓電陶瓷與生物活性陶瓷復合,在進行骨置換的同時,利用生物體自身運動對置換體產生的壓電效應來刺激骨損傷部位的早期硬組織生長。具體來說是由于腫瘤中血管供氧不足,當局部被加熱到43~45℃時,癌細胞很容易被殺死?，F在最常用的是將鐵氧體與生物活性陶瓷復合,填充在因骨腫瘤而產生的骨缺損部位,利用外加交變磁場,充填物因磁滯損耗而產生局部發熱,殺死癌細胞,又不影響周圍正常組織?，F在,功能活性生物陶瓷的研究還處于探索階段,臨床應用鮮有報道,但其發展應用前景是很光明的。各種不同種類的生物陶瓷的物理、化學和生物性能差別很大,在醫學領域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的發展前途.臨床應用中,生物陶瓷存在的主要問題是強度和韌性較差.氧化鋁、氧化鋯陶瓷耐壓、耐磨和化學穩定性比金屬、有機材料都好,但其脆性的問題也沒有得到解決。生物活性陶瓷的強度則很難滿足人體承力較大部位的需要。
2.2.4 生物醫用復合材料此類材料在2.1.4 中已有介紹,此處不再詳述
2.2.5 生物衍生材料生物衍生材料是由經過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫用材
料,也稱為生物再生材料.生物組織可取自同種或異種動物體的組織. 特殊處理包括維持組織原有構型而進行的固定、滅菌和消除抗原性的輕微處理,以及拆散原有構型、重建新的物理形態的強烈處理.由于經過處理的生物組織已失去生命力,生物衍生材料是無生命力的材料. 但是,由于生物衍生材料或是具有類似于自然組織的構型和功能,或是其組成類似于自然組織,在維持人體動態過程的修復和替換中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修復體、皮膚掩膜、纖維蛋白制品、骨修復體、鞏膜修復體、鼻種植體、血液唧筒、血漿增強劑和血液透析膜等.
3. 生物材料的性能評價 目前關于生物材料性能評價的研究主要集中在生物相容性方面.因為生物相容性是生物材料研究中始終貫穿的主題.它是指生命體組織對生物材料產生反應的一種性能,該材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料與宿主之間的相容性,包括組織相容性和血液相容性.現在普遍認為,生物相容性包括兩大原則,一是生物安全性原則,二是生物功能性原則.生物安全性是植入體內的生物材料要滿足的首要性能,是材料與宿主之間能否結合完好的關鍵.關于生物材料生物學評價標準的研究始于20 世紀70 年代,目前形成了從細胞水平到整體動物的較完整的評價框架.國際標準化組織(ISO)以 10993編號了17個相關標準,同時對生物學評價方法也進行了標準化.迫于現代社會動物保護和減少動物試驗的壓力,國際上各國專家對體外評價方法進行了大量的研究,同時利用現代分子生物學手段來評價生物材料的安全性、使評價方法從整體動物和細胞水平深入到分子水平.主要在體外細胞毒性試驗、遺傳性和致癌性試驗以及血液相容性評價方法等方面進行了一些研究.但具體評價方法和指標都未統一,更沒有標準化.隨著對生物材料生物相容性的深入研究,人們發現評價生物材料對生物功能的影響也很重要.關于這一方面的研究主要是體外法。具體來說側重于對細胞功能的影響和分子生物學評價方面的一些研究?？傊?關于生物功能性的原則是提出不久的一個新的生物材料的評價方面,它必將隨著研究的不斷深入而向前發展.而涉及材料的化學穩定性、疲勞性能、摩擦、磨損性能的生物材料在人體內長期埋植的穩定性是需要開展評價研究的一個重要方面。
4 生物材料的發展趨勢展望 生物材料科學是20 世紀新興學科中最耀眼的新星之一?，F在,生物材料科學已成為一門與人類現代醫療保健系統密切相關的邊緣學科。其重要性不僅因為它與人類自身密切相關,還因為它跨越了材料、醫學、物理、生物化學和現代高科技等諸多學科領域?，F在對于該材料的研究已從被動地適應生物環境發展到有目的地設計材料,以達到與生物組織的有機連接。并隨著生命科學和材料科學的發展,生物材料必將走向功能性半生命方向。生物材料的臨床應用已從短期的替換和填充發展成永久性牢固種植,并與其它高科技(如電子技術、信息處理技術)相結合,制備富有應用潛力的醫療器械。生物材料的研究在世界各國也日益受到重視.四年一次的世界生物材料大會代表著國際上生物材料研究的發展動態和目前的水平。分析認為,以下幾個方面是生物材料今后研究發展的幾個主要方向:
(1)發展具有主動誘導、激發人體組織和器官再生修復功能的,能參與人體能量和物質交換產生相互結合的功能性活性生物材料,將成為生物材料研究的主要方向之一。
(2)把生物陶瓷與高分子聚合物或生物玻璃進行二元或多元復合,來制備接近人體骨真實情況的骨修復或替代材料將成為研究的重要方向之一。
(3)制備接近天然人骨形態的、納微米相結合的、用于承重的、多孔型生物復合材料將成為方向之一。
(4)用于延長藥效時間、提高藥物效率和穩定性、減少用量及對機體的毒副作用的藥物傳遞材料將成為研究熱點之一。
(5)血液相容性人工臟器材料的研究也是突破方向之一。
(6)如何能夠制備出納米尺寸的生物材料的工藝以及納米生物材料本身將成為研究熱點之一。
高分子壓電材料的特點范文3
關鍵詞： LabVIEW； 機床； 振動信號； 分析
中圖分類號：TP39 文獻標志碼：B 文章編號：1006-8228（2012）11-37-02
Analysis system of machine vibration signal based on LabVIEW
Li Dongdong， Huang Sheng， Wu Donglin
（Guangzhou College， South China University of Technology， Guangzhou， Guangdong 510800， China）
Abstract： LabVIEW is a graphical programming language which is the most popular one in today's virtual instrument development. A kind of analysis system of machine vibration signal is designed based on LabVIEW 8.5， with the characteristics of the signal. The system consists of hardware and test analysis software， as the core of virtual instrument， which consists of controlling hardware management module and analysis function module， completing virtual instrument-specific logic analysis process. Signal is processed with LabVIEW and a variety of functions are realized， such as frequency domain analysis， time domain analysis， phase analysis， spectral analysis， correlation analysis， etc. Compared with the traditional test methods， a significant increase in the flexibility of the test system is realized. Test costs and energy consumption are reduced by the system. The good test results show that the system works well.
Key words： LabVIEW； machine； vibration signal； analysis
0 引言
機床在加工工件過程中，刀具和工件之間常常發生強烈的振動。振動會使機床和刀具磨損加劇，從而縮短機床和刀具的使用壽命；振動并伴隨有噪音，危害工人身心健康，使工作環境惡化。對于超精密機床，雖然具有很高的剛度，但振動會導致加工表面微觀特征發生改變，是影響表面粗糙度的主要因素之一。必須采取必要的預防措施來減小或防止機床振動對超精密加工表面質量的影響。所以，對機床振動信號的分析研究具有重要意義。
振動信號分析作為故障診斷的一種方法，以其不拆卸機體，不影響設備的正常工作，測量范圍廣等優點，廣泛應用于各類工業和工程之中。隨著計算機技術、信息技術以及虛擬儀器技術的發展，越來越多的人開始通過虛擬儀器對機械的振動信號進行采集與分析[1]。
美國NI公司的圖形化編程語言LabVIEW成為當今虛擬儀器開發最流行的一種語言。LabVIEW的最大特點是用圖標代碼來代替編程語言創建應用程序。LabVIEW有豐富的函數、工具包、軟件包、數值分析、信號處理、設備驅動等功能，還有應用于專業領域的專業模塊， 解決了傳統的虛擬儀器系統采用C/C++/匯編等語言存在的編程難、調試過程繁瑣、開發周期長、對編程人員要求高等問題，它在研究、開發、生產、測試工作中得到廣泛應用[2]。
1 系統的總體方案
本分析系統以LabVIEW 8.5為開發平臺開發， 系統流程如圖1所示。系統由硬件和測試分析軟件兩大部分組成。硬件是虛擬儀器工作的基礎，主要由傳感器及調理電路、數據采集卡和計算機組成，完成對被測信號的采集、傳輸、運算處理及顯示測試結果等；軟件是虛擬儀器的核心，系統軟件由控制底層硬件管理模塊與分析功能模塊組成，完成虛擬儀器特定的邏輯分析處理過程[3]。
[虛擬儀器控制面板＼&][數據采集卡＼&][信號調理＼&][傳感器＼&][振動源＼&]
圖1 系統方案流程圖
2 系統的硬件結構設計
高分子壓電材料的特點范文4
【關鍵詞】有機磷農藥；傳感器；檢測
1.引言
有機磷農藥是20世紀30年末問世的第二代人工合成農藥，具有廣譜、高效、品種多和殘毒期短等特點，經常被用作殺蟲劑噴灑在果樹和蔬菜上。如果殘留在水果和蔬菜上的有機磷或環境中的有機磷進入到有機體內，大部分會對生物體內膽堿酯酶有抑制作用，使其失去分解乙酰膽堿的能力，造成乙酰膽堿積累，引起神經功能紊亂，從而導致肌體的損害。因此，對農產品中的有機磷殘留進行快速、高效的檢測具有重要意義。以理化方法為主的波譜法、色譜法、色質聯用法等傳統檢測手段，操作復雜，耗時長。在國內外近年來開展的快速、高效的檢測方法研究中，傳感器技術特別是生物傳感器技術得到廣泛應用，起到了重要作用。
2.常用傳感器檢測技術
2.1 電子鼻（氣敏傳感器）檢測技術
電子鼻因模擬嗅覺系統而得名，是模仿生物鼻的一種電子系統，是二十世紀90年展起來的分析、識別和檢測復雜嗅覺及大多數揮發性氣體成分的儀器。電子鼻主要是由氣敏傳感器陣列和模式識別系統兩部分組成。氣敏傳感器相當于人類嗅覺系統中的嗅覺細胞，是電子鼻檢測性能優劣的基礎。單個氣敏傳感器的功能十分有限，目前還沒有發現只對某種氣體單一敏感的傳感器材料，單個傳感器對不同的響應可能會有變化，但它不具備自動識別氣體種類和數量的能力。因此由具有光譜響應特性、高靈敏度、對不同氣體（氣味）靈敏度不同的氣敏傳感器組成傳感器陣列，利用其交叉敏感性，來提高電子鼻的檢測性能。利用信號預處理方法濾除模式采集過程中引入的噪聲和干擾，提高信噪比，同時消除信號的模糊和失真，人為增強有用信號。模式識別系統也稱為信息處理系統，相當于動物的大腦，通過對傳感器陣列的輸出信號進行適當的處理，對單一和混合氣體組分信息進行定性識別和濃度定量分析。
利用電子鼻技術檢測有氣味的農藥具有簡單、快捷、成本低等特點，但是該技術受到敏感材料、制造工藝、數據處理方法等多方面的限制。
2.2 光電比色（光電傳感器）技術
在一定條件下，有機磷農藥可以和多種顯色劑發生顯色反應，其吸光值與農藥的濃度呈一定的相關性。獲取顯色反應后的吸光度譜圖，確定特征吸收峰后，采用同波長的高亮度單色發光二極管做為光源，利用光敏二極管實現光電轉換。由于光電轉換部分的電信號十分微弱，將存在很大的干擾和非線性，運用數據融合等處理方法，對所檢測的數據進行濾波、辨識、優化等，提高檢測數據的可靠性。該方法費用低、時間短、靈敏度較高，但是受顯色反應的時間和環境溫度因素影響較大。
光電傳感器還可以轉換為顏色傳感器，如常用的LCS011是根據測量光源相對物體的光譜透射特性，利用發光二極管發射出藍、綠、黃、紅四種單色光，由光接收器接收。通過計算機輸出四種顏色值。顯色樣品濃度不同表現為測得的四個顏色值不同。利用數據分析方法建立顏色值與樣品濃度的數學模型。
CCD（電荷藕合器件圖像傳感器）數碼相機的核心是感光器，用一種高感光度的半導體材料制成，能把光線轉變成電荷，通過模數轉換器芯片轉換成數字信號，數字信號經過壓縮以后由相機內部的閃速存儲器或內置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數據傳輸給計算機。利用CCD數碼相機可以獲得靜止的二維圖像，利用圖像處理技術可以對獲得的二維圖像進行處理并建立數學模型。
2.3 分子印跡（印跡傳感器）技術
分子印跡技術是近年來發展起來的一門結合高分子化學、材料科學、化學工程及生物化學的交叉學科技術。它是利用分子印跡聚合物模擬酶-底物或抗體-抗原之間的相互作用，對印跡分子進行專一識別。分子印跡聚合物傳感器的制備是該技術近年來的重要應用方向之一。通常將其識別元件以膜或粉末形式固定在轉換器表面。這種傳感器通常具有很高的靈敏度與選擇性。如González等[1]制備的地高辛熒光傳感器，其檢出限可達3.17×10-5mg/L，且不受其結構類似物的干擾。
近年來分子印跡傳感器在不同種類農藥檢測研究中得到進展。目前，印跡傳感器技術可用于敵草凈、對硫磷、氯霉素等多種農藥的檢測，對大部分農藥檢測限可達μmol/L級。隨著分子印跡和微電子技術的發展，印跡傳感器技術作為一種新的農藥檢測方法，具有廣闊的發展前景。
3.生物傳感器技術
生物傳感器是生物反應技術與傳感技術有機結合的產物，是利用生物物質（如酶、蛋白質、DNA、抗體、抗原、生物膜、微生物、細胞等）作為識別元件，將生化反應轉換成可定量的物理、化學信號（如光、熱、聲、質量、顏色、電化學等），這些變化通過不同原理的傳感器（如光敏管、壓電裝置、熱敏電阻、離子選擇性電極等）轉換成第二信號（通常為電信號），經放大后顯示或記錄，從而達到分析監測的目的。目前在農殘檢測中得到廣泛關注，種類繁多。與傳統的分析方法相比，生物傳感器具有如下特點：一般不需要預處理、可重復使用、可連續監測易實現自動化測量等，成本低，便于推廣普及。
3.1 酶傳感器
該類傳感器以酶為敏感元件，將酶通過某種方式與固相載體結合，然后將其裝在一個小柱子中成為一個固定化反應柱，或將酶固定在電極上以電化學的方式傳導酶反應產物的信息。肖飛等[2]制備的酶抑制電流型傳感器，在檢測有機磷農藥時具有快速、線性范圍寬、靈敏度高等特點，對有機磷農藥呋喃丹最低檢測限為4.0nmol/L。劉潤等[3]等以戊二醛為交聯劑，牛血清白蛋白物質，制成的生物傳感器具有良好的重現性和回收率，對辛硫磷和氧化樂果的檢出限分別為3.6×10-4g/L和5.9×10-4g/L。李元光等用乙酰膽堿酯酶電極和單片機結合研制的掌上型有機磷農藥現場檢測儀可測定0.5μg/mL-43.1μg/mL的敵敵畏和0.1μg/mL-15μg/mL的對硫磷，且儀器的響應時間短，僅需3min。
3.2 微生物傳感器
微生物傳感器的測定原理有兩種類型：一類是利用微生物在同化底物時消耗氧的呼吸作用；另一類是利用不同的微生物含有不同的酶，這和動植物組織一樣，把它作為酶源。由于酶對底物有高度專一性，但價格昂貴、穩定性差，因而許多生物傳感器中用全活細胞，如細菌、酵母和真蒲等，用其制成的傳感器稱為微生物傳感器。利用活微生物的代謝功能檢測污染物，其優點是能適應寬范圍的pH和溫度，使用壽命長、價格低，但有選擇性差的缺點。常見的微生物傳感器有電化學型、光學型、熱敏電阻型、壓電高頻阻抗型和燃料電池型。
3.3 免疫傳感器
免疫傳感器利用的是抗體和抗原之間的免疫化學反應，可用于對相應農藥殘留進行快速定量定性檢測。免疫傳感器分為競爭法和夾心法兩類。根據使用的信號轉換器，可分為電化學免疫傳感器、光學免疫傳感器、壓電免疫傳感器及表面等離子體共振（SPR）型傳感器。酶、微生物傳感器在測定污染物時有催化過程，可直接通過放大、轉換系統產生相應的信號，而免疫傳感器中的抗體與污染物作用時沒有催化過程，需要有其它體系幫助才能完成物理信號的轉換和放大。酶生物傳感器技術滿足了現場環境檢測和快速檢測的需要。近年來，測定有機磷農藥的膽堿酯酶生物傳感器取得了很大進步，但是由于膽堿酯酶對有機磷農藥的選擇性差、重復利用率低、，生物材料易失活的缺點使得此類傳感器很難市場化。
3.4 壓電生物傳感器
壓電生物傳感器是將高靈敏度的壓電質量傳感器與特定的生物反應結合在一起的生物分析方法，其工作原理是壓電晶體的振蕩頻率會因表面吸附而降低，把對某種物質有特效的敏感材料涂敷晶體置在石英表面，當涂敷晶體與配基接觸時就會發生吸附，從而可定量地測定待測物質的含量。劉展眉等[4]以PVP-TMEDA涂敷的壓電傳感器檢測有機磷農藥，檢測限可達10-9g。
3.5 納米傳感器
利用納米粒子固定生物分子，可以增加固定的分子數量，從而增強反應信號。Singh等[5]用sol gel方法合成硅納米顆粒，其直徑為20nm或200nm。用該納米顆粒固定乙酰膽堿脂酶構建有機磷農藥生物傳感器，結合離子敏場效應管檢測，響應時間小于10s、靈敏度較高，對殺蟲劑對硝苯磷脂的檢測下限可達1×10-6mol/L。Cai等[6]把膠體金納米顆粒固定在胱氨酸修飾的金電極表面，增大了有效固定面積，使得檢測下限降低。在聚丁二炔的頭端修飾上具有特異識別功能的生物分子，在溶液狀態下，待測分子的結合拉動聚丁二炔納米顆粒的結構變化，從而產生肉眼可見的藍、紅顏色變化，結合紫外檢測，結果更為靈敏，該方法有可能發展成一種簡單、方便的新型智能生物傳感器。
3.6 液晶型化學傳感器
美國威斯康星大學Abbott研究小組于1998年首次報道了液晶型化學傳感器技術，該技術與其他的傳感器技術的設計思想完全不同。它是在顯微鏡載玻片上制備出具有納米級波紋狀超薄金屬膜，通過自組裝技術，在膜上制備出具有一定分子識別能力的敏感膜，然后在敏感膜表面設法附著液晶分子。由于液晶分子在敏感膜表面具有整齊的取向排列，當自組裝敏感膜遇到特定的化學物質時，液晶取向排列發生變化，從而改變液晶折射光線的能力，導致傳感器的顏色和亮度的轉變。趙建軍等[7]研制的液晶型化學傳感器在氣相條件下檢測沙林模擬劑甲基磷酸二甲酯的線性范圍為0.03-1.00g/m3。
4.結論
從目前的發展趨勢可以看出，農藥殘留檢測的發展趨勢是基本檢測方式的改變。本文從有機磷農藥的檢測方法出發，重點總結了傳感器技術在該領域的應用和發展。單一使用氣敏、光敏、壓電等傳感器進行檢測時存在檢測農藥的品種受限、精確度和準確性受多種因素影響較大。發展迅猛的生物傳感器呈現多樣化的趨勢，盡管技術還不成熟，卻有著廣闊的應用前景，使農藥殘留快速檢測技術呈現多元化的局面。
參考文獻
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高分子壓電材料的特點范文5
關鍵詞：土木工程；智能材料；應用
前言
隨著人們對土木工程質量和使用功能的要求不斷提高，包括光纖、壓磁、壓電、記憶合金等各種智能材料在土木工程領域得到了廣泛的應用，有效解決了土木工程中結構構件的強度和剛度變化以及形變等問題，有關智能材料的研究越來越受到世界各國研究人員的重視。
1 智能材料的概念
有關智能材料（Intelligent material）目前在世界范圍內還沒有一個統一的概念，但通常來說，智能材料就是指本身具備感知外部和內部環境的變化，對之進行分析、處理、判斷，并采取一定的措施進行適度響應的智能特征的材料。在土木工程領域，智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料后的第四代材料。
2 智能材料的特點
在土木工程中，智能材料根據其功能特點的不同可分為感知材料和智能驅動材料兩大類，其中感知材料就是自身可感知外界環境或內部刺激的材料，而智能驅動材料是指當外界環境因素或內部狀態發生變化時可對這種變化做出響應或驅動的材料。總體上來說，智能材料主要有七個功能，即：（1）感知功能：可對外界或內部的刺激進行監測和識別；（2）反饋功能：將監測到的內容傳輸、反饋；（3）信息識別和積累功能：對反饋的信息進行識別和記憶；（4）響應功能：對外界和內在變化進行及時、靈活的響應；（5）自診斷功能：對于信息進行診斷、分析；（6）自修復能力：按照設定的方式對故障進行修復；（7）自適應能力：在外部刺激消除后可自行恢復到原狀態?？梢?，智能材料可實現結構或構件的自我監控、診斷、檢測、修復和適應等各種功能，實際工程中，要想實現這么多功能一般需要多種智能材料的組合來達到目的。
3 智能材料在土木工程中的應用
土木工程中應用的常見智能材料有光導纖維、壓電材料、壓磁材料、形狀記憶合金等等。
3.1 光導纖維
光導纖維簡稱光纖，是一種纖維狀的光通信介質材料，普遍用于各種高要求的通信傳輸中，具有傳輸速度快、無信號衰減、并行處理能力強、信息容量大等多種優點。在土木工程中，可充分利用光導纖維的特點，將其用于監測、傳感以及信息遠距離傳輸等，目前較成熟的做法是將光纖埋置于混凝土結構中，作為傳感原件，以實現對混凝土結構的監測、診斷、分析等功能。眾所周知，混凝土結構具有抗拉強度較差、鋼筋易銹蝕等缺點，而且在大體積混凝土澆筑過程中由于結構內外溫差較大容易出現溫度裂縫，此時通過光纖作為傳感元件即可實現對混凝土內外溫差的監控，當出現內外溫差高于設計要求時，光纖可及時將信息反饋給管理人員，實現即時報警，以便及時采取措施控制內外溫差，提高混凝土結構的施工質量。
3.2 光導纖維的應用
光導纖維由外包層與內芯構成，是一種纖維狀光通信介質材料，該材料采用先進的信息傳輸技術起初用于通信傳輸系統，由于作為信息載體的光子在速度與容量上高于電子，因此得到較為迅速的發展。光子所具有的高并行處理能力與高信息率，潛力在信息容量與處理速度得到充分發揮。光纖材料在監測、傳感及信息遠距離傳輸等方面得到應用，將光纖作為傳感元件埋入傳統混凝土結構中針對結構方面各項指標實現自動監測、診斷、控制、預報及評價等功能，而且將形狀記憶合金等驅動元件埋入，有機結合信息處理系統與控制元件，使混凝土結構具有智能功能，進而實現混凝土結構自我診斷與修復。在土木工程結構診斷及主動控制地震響應中，光纖材料一直作為設計傳感器的一種比較理想的材料，我國目前也已將其用于檢測評定三峽大壩。
3.3 壓電材料
壓電材料是指受到壓力作用時會在兩端面間出現電壓的晶體材料。在土木工程領域常將其用做對結構振動、形變等進行感知的元件，當前，對于壓電材料的研究主要集中于實現對結構振動的主動控制中，這也是未來的發展趨勢。工程實際中常用作建筑物對噪聲的主動控制、靜變形控制的傳感器，以及對建筑物結構安全性、健康狀況進行監測和評定等。
3.4 壓磁材料
在土木工程中，常用的壓磁材料包括磁流變材料和磁致伸縮智能材料等。磁流變材料的工作原理是在外加磁場的作用下，磁流變液懸浮體系的流變性能發生變化，且當磁場強度高于臨界場強時，磁流變體迅速由液態轉變為固態，因此可在電視塔、超高層建筑以及大跨度橋梁中可利用壓磁材料的這一性質實現對地震的半自動控制，將地震對建筑物的破壞大幅降低。此外，磁致伸縮材料由于具有較強的磁致伸縮效應使其在電磁和機械之間可進行可逆轉換，在土木工程領域的應用前景被廣泛看好。
3.5 形狀記憶合金
形狀記憶合金是具有形狀記憶效應的一種智能合金材料，在將其形狀改變后，在一定的條件下其形狀記憶效應可被激發出來，產生強大的回復應力和回復應變，同時形狀記憶合金也具備較強的能量傳輸儲存能力，因此在土木工程中可將其置于結構中，實現對結構的自我診斷、增加材料的韌性和強度等，在結構出現變形、裂縫、損傷以及受到外界振動影響時，較大部分的能量都可被形狀記憶合金吸收并耗散掉，因此增加了結構的安全可靠性，最常用的是利用其這一優點實現對地震作用的被動控制，工程實踐中，將形狀記憶合金安置于結構層間、底部或建筑物四角等受地震力作用較大部位，實現對地震能量的吸收和消耗。
4 結束語
綜上所述，各種智能材料在土木工程中得以廣泛應用，對于提高土木工程的安全性、適用性、耐久性具有極為重要的意義，同時由于智能材料本身具備的自動監控、傳感、修復、自適應等能力對于發展主動式智能建筑具有十分重要的現實意義，對于改變傳統建筑的使用功能和抵御地震、颶風等自然災害的能力具有重要作用，當前在我國智能材料的研究和應用還處于相對落后的局面，但相信隨著人們對智能材料的認識越來越深，更多的智能材料將被用于土木工程領域。
參考文獻
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高分子壓電材料的特點范文6
Properties of Electrospun Polysaccharide Nanofiber and Application in Regenerative Medicine
Li Xin et al.
（College of Food Science，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China）
Abstract：Electrospining is an effective method for preparing polymer nanofibers. Electrospun nanofibers possess excellent characteristic such as good biocompatibility，controllable biodegradability，large specific surface area and high porosity. So it has shown promise in the fields of regenerative medicine. The research progress of several major natural polymer electrospun fibers such as chitosan，konjac glucomannan，natural cellulose，hyaluronic acid and its derivatives，etc. as well as important applications in biomedical field were mainly discussed.
Key words：Electrospinning；Polysaccharide；Regenerative medicine
再生?t學利用生物學及工程學的理論方法創造已經丟失或功能損害的組織和器官，使其具備正常組織和器官的機構和功能。再生醫學探索領域包括通過移植細胞懸浮體或聚合體來代替受損組織；生產能夠替代天然組織的生物化人工組織或器官的植入；通過藥物手段對損傷組織進行再生誘導。而靜電紡絲制備的納米纖維直徑小于細胞，可模擬天然細胞外基質的結構和生物功能，是理想的細胞粘附增殖基質；此外，其天然的電紡原料具有很好的生物相容性及可降解性，可作為載體進入人體，并容易被吸收；納米纖維與人的多數組織、器官在形式和結構上類似，使其有應用于組織器官的潛力。靜電紡絲納米纖維還具有比表面積大、孔隙率高等特性，因此在再生醫學領域引起了很大的關注，并已經在藥物緩釋控釋載體、組織工程支架以及創傷輔料等方面得到了很好的應用。
1 靜電紡絲原理
靜電紡絲是一種連續制備納米纖維的高效技術。主要裝置包括3個部分：供給靜電壓的高壓電源裝置、裝填紡絲液針管的噴絲裝置和接地的收集裝置。高壓電源可以提供1～30kV的直流電，高壓電源使液體帶電并被極化，最終從泰勒錐噴出形成射流。噴絲裝置是一個注射管，紡絲液裝在帶有針頭的管中，溶液多為聚合物溶液或是熔融狀態的熔體。收集裝置一般為接地的金屬板，此外，還有a、b等接收形式，因此，使其收集到多樣的纖維排列方式[1]。其制備納米纖維過程如圖1所示。靜電紡絲是讓具有一定程度分子纏結的聚合物溶液在高壓靜電的作用下使表面電荷斥力超過表面張力，產生泰勒錐并高速噴射出聚合物射流。紡絲溶液的粘度是紡絲纖維形成的關鍵：若粘度太小，在電場力的作用下會分離成小液滴；而射流粘度太高時，由于相鄰單元的電斥力致使射流側向凸出，幾乎不能制得纖維[2]。因此，可以通過使用合適的溶劑、調控溶液濃度等方式來提高靜電紡絲的效果。相比其他制備納米纖維的方法，如自組裝法、相分離法、模板合成法，靜電紡絲具有設備簡單、可紡物質種類多、成本低、技術可控等優點。由于靜電紡絲溶液中溶有很多功能性物質，且所得的納米材料具有高比表面積、高孔隙率、良好韌性及輕便的特點[3]。因此具有廣泛的用途，可望應用于生物醫學領域。
當前靜電紡絲聚合物材料包括合成的、天然的以及二者的混合物。相比于合成聚合物原料（聚乙烯、聚丙烯及芳香族聚酯等），天然聚合物（如多糖、蛋白質、脂類等）具有低毒性、優良的生物相容性、可再生及生物降解性[4]。最近研究電紡多糖及其衍生物的數量增加，然而關于多糖的加工性的困難（例如：差溶解度和高表面張力）限制了其應用。在這篇綜述中，總結了殼聚糖、魔芋葡甘聚糖、纖維素、透明質酸等多糖的特征，以及目前正在使用或者有潛力應用的靜電紡絲納米纖維。
2 靜電紡多糖的研究
多糖是單糖的均聚物或共聚物，多糖可以在多種生物中發現，包括微生物來源（例如葡聚糖）、動物來源（如殼聚糖和透明質酸）和植物來源（如藻酸鹽、纖維素和淀粉）。多糖的化學結構、化學成分、分子重量和離子性質多種多樣有助于其功能和生物活性的展現[5]。迄今為止已經進行了許多研究，如電紡絲多糖及其衍生物制造的納米纖維在再生醫學中具有潛在的應用。
2.1 殼聚糖 殼聚糖（CS）是天然生物大分子甲殼素通過脫乙酰而得到的衍生物。它由（1，4）連接的N-乙?；?β-D-葡糖胺組成，是世界上第二大天然聚合物。它不僅具有優良的生物可降解性、生物相容性和生物黏附性，而且易加工成為膜狀物或多孔支架[6]。甲殼素類纖維獨特的生物特性具體表現為組織親和性、無免疫抗原性、促愈合性、抑菌性等，因而成為重要的生物醫學材料之一。
Liang等[7]發現帶負電的磷黃病毒（PV）和帶正電荷的殼聚糖（CS）通過逐層（LBL）自組裝技術交替沉積在帶負電荷的纖維素墊上。通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察LBL膜涂層的形貌。之后通過在模擬體液（SBF）溶液中溫育不同時間的纖維墊進行體外仿生礦化。掃描電子顯微鏡（SEM），X射線光電子能譜（XPS）和X射線衍射（XRD）用于表征支架上沉積的礦物相的形態和結構。細胞培養實驗表明，具有LBL結構膜的支架對于MC3T3-E1細胞具有良好的細胞相容性。同時，細胞增殖受沉積層的數量和最外層的組成的影響。共聚焦激光掃描顯微鏡（CLSM）和SEM成像顯示MC3T3-E1細胞在生物復合支架表面對細胞粘附和擴散具有良好性能。因此，CS/PV納米纖維氈有望應用于生物醫學。
楊文靜[8]以靜電紡絲的方法制備了CS/PCL血管支架。采用SEM和電子萬能試驗機檢測了該支架的結構和力學性能，將內皮祖細胞（EPCs）與該支架膜復合培養，評估了該血管支架維持細胞黏附、繁殖和分化的能力。SEM表征和力學性能測試表明CS/PCL支架具有和天然細胞外基質/納米結構相似的多孔結構，當CS與PCL的質量比為0.5時，靜電紡絲所制備CS/PCL血管彈性變性能力較強。此外，CS/PCL具有CS和PCL的共同優點，具有良好的細胞相容性，表面多孔結構有利于細胞黏附生長。這為組織工程內皮種子細胞的種植提供一種合適支架。
陳嵐[9]嘗試靜電紡絲法制備類人膠原蛋白（Human-like collagen，HLC）-殼聚糖（chitosan）納米纖維薄膜，通過加入大分子量的聚環氧乙烷（PEO）改善了HLC與chitosan的紡絲性質，使其可紡。形貌均一的類人膠原蛋白/殼聚糖復合材料克服了純組分材料降解過快的缺陷，能夠有效促進細胞貼附與增殖，組織相容性良好。
2.2 魔芋葡甘露聚糖 魔芋葡甘露聚糖是一種從魔芋塊莖中提取的天然高分子聚合物，具有生物相容性、可降解性和水溶性，不溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚等有機溶劑。有一定的黏度，符合靜電紡絲對紡絲溶液的基本要求。因其生物降解性、可再生性和低成本得到了?V泛的關注。魔芋葡甘露聚糖（KGM）由α-1，4的D甘露糖和D-葡萄糖組成，比例為1.6∶1，每12或18個重復單元含有乙?；鵞10]。同時，KGM是一種良好的膳食纖維，具有預防和治療高血壓、高血脂、心血管等疾病的藥理作用，也可以作為醫用材料用于醫學。正是因為靜電紡絲得到的納米材料具有很好的生物相容性和結構相容性[11]，已經在組織工程支架、創傷修復、藥物釋放等方面得到了應用。
目前KGM的納米技術研究大多有關于其結構或KGM與其他材料的復合物。由于缺乏有機物溶劑，許多天然聚合物不能從其水溶液中靜電紡絲。Huarong Nie[12]等在研究中發現，通過電紡水溶液制成的魔芋葡甘聚糖（KGM）纖維支架的平均直徑在150nm至300nm范圍內。在沒有任何化學交聯劑使用情況下，KGM水溶液通過低濃度NaOH稀釋處理后，實現脫乙?；?，提高了KGM纖維支架的穩定性。同時，KGM/殼聚糖雙組分膜比較容易從稀酸溶液中獲得，隨著殼聚糖含量的增加，平均纖維直徑從350nm降低到180nm。關于生物學特性的研究表明納米纖維支架為骨髓基質細胞提供更合適的空間，添加KGM可以提高殼聚糖材料的生物相容性。預計KGM及其復合納米纖維支架將具有潛在應用于一種新型生物醫學材料。
王靜[13]將羥基磷灰石、魔芋葡甘聚糖、透明質酸鈉三者復合，制備可用于骨組織工程的三維多孔骨組織工程支架材料，并對復合支架進行了體外干細胞相容性實驗，探討復合支架的使用性能。景森[14]發現，可以在 KGM 材料中引入一些具有生物特異性識別能力的多肽（如縮氨酸），或分子識別介質（如整連蛋白）以上實驗研究結果表明所制備的復合支架具有一定的降解性、無毒性和良好的生物相容性，有望用作骨支架材料。
2.3 纖維素 纖維素由（1，4）連接的β-D-葡萄糖單元組成。由于其作為豐富的可再生資源和良好的生物降解性和生物系統相容性引起了很大的關注。纖維素的材料已經廣泛應用于制藥和生物學領域，包括用作吸附珠、過濾器、人造組織皮膚和防化服[15]。然而纖維素的加工受其在有機溶劑中有限的溶解度而限制。纖維素比淀粉更容易結晶，纖維素需要320℃和25MPa壓力才能在水中變成無定形。
纖維素不熔化，因此必須從溶液中加工。直接溶解纖維素的幾種溶劑已被研究并用于靜電紡絲，包括N-甲基嗎啉N-氧化物/水（NMMO/水）和氯化鋰/二甲基乙酰（LiCl/DMAc）。最近已經有離子液體用于制造電紡纖維素納米纖維，然而這些溶劑的揮發性低，因此不能完全在靜電紡絲過程中蒸發。此外，電紡絲溫度必須升高到溶劑熔融溫度以上（例如NMMO/水約85℃）。對于LiCl/DMAc溶劑系統，難以完全除去鋰或靜電紡絲后凝結氯離子。纖維素衍生物因其增強纖維素的溶解度從而提高其電紡絲性能已被廣泛利用。纖維素衍生物可以容易地電紡成纖維，然后通過水或乙醇水解轉化為纖維素。纖維素用于靜電紡絲的衍生物包括醋酸纖維素（CA），三乙酸纖維素（CTA），羥丙基纖維素（HPC），乙基纖維素（EC），甲基纖維素（MC）和乙基氰乙基纖維素（E-CEC）。電紡纖維素納米纖維基質已被用作為親和力或阻隔膜，類似于膀胱的三維結構基質抗菌膜以及酶固定膜，藥物輸送膜[16-17]。
超細氧化纖維素（OC）基質是通過靜電紡絲CA產生的超細纖維素的氧化隨后進行乙?；苽涞?。Khil等[18]人通過使用不同含量NO2氧化劑制備了具有不同羧基的OC基體。在PBS中孵育4d內，OC基質的重量損失大于90%。將電紡CA納米纖維膜用高碘酸納氧化產生醛基，共價連接其上含有IgG結合結構域的蛋白質A/G配體[19]。該膜為小規模快速純化抗體提供了有用的工具。張等人[20]也用二乙基氨基乙基官能化的納米纖維膜（DEAE）組作為弱陰離子交換組制造再生纖維素，并評價他們生物分離應用的潛力。DEAE功能化纖維素納米纖維具有增強牛血清蛋白（BSA）的粘合能力。直徑超細的纖維素通過靜電紡絲和堿性水解制備100nm的CA。電紡絲納米纖維的表面通過與PEG二酰氯反應被激活，然后使用簡單的碳二亞胺化學共價結合脂肪酶。結合的脂肪酶在升高的溫度下顯示出比游離脂肪酶更高的催化活性，在60和70℃下高至8～10倍。
來自纖維素及其衍生物的電紡絲納米纖維通過將功能性化合物（例如藥物）摻入紡絲溶液而被官能化。通過向丙酮/水（80/20，w/w）中的CA溶液中加入硝酸銀制備抗微生物CA納米纖維膜。隨后通過用UV光照射電紡纖維將銀離子光還原成銀納米顆粒。顆粒均勻分散在纖維上表面，其粒度范圍為10～20nm。CA含有銀納米顆粒的纖維對金黃色葡萄球菌，肺炎克雷伯菌，大腸桿菌和銅綠假單胞菌顯示非常強的抗微生物活性。具有殺菌性能的納米纖維也由靜電紡制含有氯己定（CHX）的CA溶液殺菌劑和有機鈦酸酯Tyzor TE（TTE）作為交聯劑制備的[21]。所得纖維基質由于CHX固定在纖維上及未釋放結合而在抑制區內，因此在接觸時表現出對表皮葡萄球菌和大腸桿菌的殺菌性能。
2.4 透明質酸 透明質酸（HA）是一種線性多糖，由（1，4）連接的α-D-葡萄糖酸的交替二單元和（1，3）連接的β-N-乙?；?D-葡萄糖胺組成。HA是結締組織（ECM）的主要成分，具有重要的生物學功能[22]。由于優異的生物相容性和生物降解性，HA及其衍生物已被廣泛應用生物醫學領域包括組織工程支架，傷口敷料，藥物輸送系統和植入材料。
作為天然ECM的主要組成部分，類似于藻酸鹽，電解HA水溶液是非常困難的，因為HA水溶液的粘度和表面張力異常高從而阻礙靜電紡絲過程。另外，由于靜電紡絲時溶劑的蒸發不充分，HA的強保水能力導致電紡絲納米纖維在集電體上融合。只有在吹制輔助靜電紡絲（電噴吹系統）的發展之后，才能從水溶液中將HA制成納米纖維膜[23]。使用DMF/水制造HA納米纖維混合物（平均直徑=200nm），顯著地降低了表面張力，而不改變HA溶液的粘度。HA/明膠納米纖維基質也可以通過這種方法生產（平均直徑=190～500nm）。HA通過與明膠，PEO和玉米蛋白混合而電紡絲。添加HA提高明膠水溶液形成明膠/HA納米纖維的電紡絲能力。一系列玉米蛋白/HA混合纖維膜與亞甲基二苯交聯制二異氰酸酯（MDI），其混合纖維平均直徑隨著玉米蛋白含量的增加而增加[24]。基于HA的納米纖維膜已經非常有吸引力作為仿生組織工程支架，傷口愈合材料，和藥物輸送系統。所以為了模仿天然ECM的架構使用硫醇化-HA衍生物（例如：3，3-二硫代雙（丙酰二酰肼）改性透明質酸；HADTPH）電紡絲形成納米纖維基質。NIH3T3成纖維細胞連接到基質上在基質內擴展樹突形態，這表明HA-DTPH納米纖維在細胞包封和組織再生基質中的潛在應用[25]。
3 總結
