高分子纳米复合材料（精选9篇）

高分子纳米复合材料 第1篇

纳米材料在高分子材料中的应用

近年来，纳米技术已成为科学研究的热点。由于纳米材料具有许多新的特性，如特殊的磁学特性、光学特性、电学特性和化学活性等，利用纳米粒子的这些特性对高分子材料进行改性，可以得到具有特殊功能的高分子材料。这不仅使高分子材料的性能更加优异，使其更加广泛地应用于微电子、化工、国防、医学等各个领域，同时还为高分子改性理论体系的奠定提供了基础，拓宽了高分子改性的理论。

研究发现，随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。对超微颗粒而言，尺寸变小，其比表面积则显著增加，从而产生特殊的光学、热学、磁学、力学化学、声学等一片列新的性质。另外，纳米粒子由于表面存在大量活性中心，在反应体系中可以起到高效催化的作用。目前通常是将纳米微粒与聚合物基材进行复合，利用其特殊性质来开发新产品，这比研究全新的聚合物材料投资少，周期短，生产成本低。但是通常纳米微粒粒径小，易于团聚，为增加材料与聚合物的界面结合力，提高复合材料的性能，需要对纳米微粒进行表面改性处理。与普通改性材料不同，纳米粒子具有特殊的表面效应、体积效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等，这些效应的综合作用导致了改性后的高分子材料具有特殊性能。比如，纳米粒子巨大的比表面积产生的表面效应，可使经纳米粒子改性后的高分子材料的机械性能、热传导性、触媒性质、破坏韧性等均与一般材料不同，有的材料还具有了新的阻燃性和阻隔性。

利用纳米微粒的量子尺寸效应等可制成紫外线吸收材料。例如，防晒油等化妆品中现在普遍加入了纳米微粒，同时在具有强紫外吸收的纳米微粒表面包裹一层对身体无害的高聚物，这样既发挥了纳米颗粒的作用，又改善了防晒油的性能。再如，塑料制品在紫外线照射下很容易老化变脆，如果在塑料表面涂上一层含有纳米微粒的透明涂层吸收紫外线，这样就可以防止塑料老化。汽车、舰船的表面涂覆的油漆主要是由氯丁橡胶、双酚树脂或者环氧树脂为主要原料，在阳光的紫外线照射下很容易老化变脆，致使油漆脱落，如果在面漆中加入能强列吸收紫外线的纳米微粒就可起到保护底漆的作用。另外，将纳米微粒分散到树脂中制成膜，可用作半导体器件的紫外线过滤器。

在航空航天材料的加工生产中，纳米材料也有相当的优势，特别是由轻元素组成的纳米材料在航空隐身材料方面应用十分广泛。～些纳米复合粉体与高分子纤维结合，对中红外波段有很强的吸收性能，对红外探测器有很好的屏蔽作用。纳米磁性材料，特别是类似铁氧体的纳米磁性材料加入涂料中，既有优良的吸波特性，又有良好的吸收和耗散红外线的性能，甚至可以改变雷达波的反射信号，加之其比重轻，因此在隐身方面的应用上有明显的优越性。 纳米材料对光吸收和对静电屏蔽的特性，使其在日常生活和国防上也有着很重要的应用前景。发达国家已经开始用纳米复合粉添加的纤维制成军服，这种纤维不仅对人体释放的红外线有很好的屏蔽作用，而且对人体红外线有强吸收作用，可以增加保暖作用，减轻农服的重量。化纤衣物和地毯由于静电效应在摩擦时会产生放电，不仅有安全隐患，同时很容易吸附灰尘，给使用者带来很多不便。金属纳米微粒为解决这一问题提供了一个新的途径，只要在化纤制品中加入少量金属纳米微

粒，就会使静电效应大大降低。

在家电用高分子材料，纳米静电屏蔽材料的应用近来也开始得到了推广。电器外壳如果不能进行静电屏蔽，电器的信号就会受到外部静电的严重干扰。为了改善静电屏蔽涂料的性能，日本松下公司已研制成功具有良好静电屏蔽的纳米涂料，这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因面能起到静电屏蔽作用，同时氧化物纳米微粒颜色各异，可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色。因此这种纳米静电屏蔽涂料不但有很好的静电屏蔽特性，而且也克服了炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。

在医用高分子材料领域，日本东京大学日前通过结合纳米级的微小分子环和高分子材料开发出了凝胶状的新型医疗材料。这种新材料的可见光的通过率高达98 2％，而且即使拉长8倍，材料也能恢复原状，并不会受到任何破坏。这种性能优异的材料可望用来生产隐形眼镜以及其他医疗产品。而在医用化纤制品和纺织品中添加纳米微粒可以起到除味、杀菌、消毒的作用。

另外，一些聚酯／粘土矿物的纳米复合材料不仅提高了聚酯的力学性能，光学性能、阻隔性能等也有一定的提高，这种复合材料可以应用于汽车、包装等领域，其他潜在的应用前景也是非常诱人的。

纳米技术作为一项高新技术在高分子材料改性中有着非常广阔的应用前景，特别对开发具有特殊性能的高分子材料有着重要的实际意义。但由于对其微观结构认识的不足，纳米技术的发展还存在着较大的局限性，其理论和工程实践也也都比较缺乏。但即使如此，其广阔的市场与诱人的应用前景已初见端倪，纳米材料将成为新兴材料的主流。

高科技纤维又称特种纤维，按性能划分有五大类：耐强腐蚀含氟类纤维、耐高温纤维、阻燃纤维、高强高模纤维和功能纤维。其中，高强高模纤维特别是聚丙烯腈基碳纤维和对位或间位芳酰胺纤维(芳纶)最为重要。早在20世纪80年代初，以美、日为代表的发达国家对化纤的发展作了重要战略转移，开始把投资重点由传统化纤转向高科技纤维。21世纪发达国家高科技纤维的发展可望继续加速，一些通用化纤生产线不断转产高科技纤维，新工艺、新技术和新产品将不断涌现。而我国在这方面的研究开发落后于发达国家约20年。由于发展高科技纤维有着极其重要的战略意义，专家呼吁我国应重视高科技纤维特别是碳纤维的 科技攻关和产业化。其重要意义并不亚于纳米材料，对提升国民经济的整体素质和改造传统产业有着重要作用。

高科技纤维应用领域广泛高科技纤维是具有高附加值和高收益的产品。以美国为例，1984年高科技纤维产量占化纤总产量的1.6%，而产值却占12.6%；到1988年，其产量所占比例上升至2.4%，而产值却占化纤总产值的20.4%。尽管这些高科技纤维的前期开发投入较大，但后期回报。在前些年世界经济遭亚洲金融危机冲击的严峻形势下，传统化纤市场处于低迷状态，而高科技纤维却供不应求，成为支撑收益的中坚产品。

高科技纤维也是支撑高科技产业发展的重要基础材料，是运载火箭和导弹、各类航天器、宇宙站、人造卫星、宇航服、喷气式客机和战斗机、船舶、超高速列车、医学和生物工程等的关键材料。同时，也能满足许多传统产业特别是支柱产业更新换代的需要。例如，环保节能型新一代汽车，其高速飞轮转子、压缩天然气罐、高速子午胎、发动机耐热传感器、轻量传动轴、弹簧板以至车体，皆采用高性能纤维复合材料。在新型建材领域，高强高模纤维增强水泥、复合材料型材、混凝土结构物的加固修复用片材、大跨度斜拉桥和悬索桥用代钢索缆绳、拉挤成型代钢筋材料等，都采用高性能纤维。在电子和信息产业领域，柔性印刷线路板基板、光缆及其补强材料、塑料光纤计算网络、防辐射手机外壳、电磁波屏蔽材料、防尘防静电工作服、超净室高效空气滤材，都需要各种高性能纤维和功能纤维。对于现代国防来说，可以说任何高科技战争所需的现代化武器装备的制造，都要用到高性能纤维和功能纤维。

高科技纤维也是能源开发特别是新能源开发所必不可少的新材料。如抽油杆，千米以下深海油田开采平台所需升降机、输油管线、钻井套管等，大型风力发电叶片及其推进器，核电站耐辐射建材及其防护用品，含放射物冷却水回用滤材，海水吸铀高效吸附材料，铀同位素分离用高速转筒等，都需要各类高科技纤维。在环保方面其用途就更多了，如酸雨的防治、高温粉尘滤袋、含重金属离子等废水的处理等。就是在解决淡水资源短缺方面，也开始大规模使用中空纤维反渗透膜技术。如最近沙特阿拉伯和我国台湾省都分别引进了日本产世界最大的海水淡化装置，日产淡水高达12.8万吨。

高科技纤难的开发和应用，将使人类的衣着从“仿真”过渡到“超真”，使人们的服装具有各种特的功能，如光变色、冬暖夏凉、抗菌消臭和吸收远红外保温等功能。人工骨、关节、韧带、牙床、假眼、人工肺、人工肝、人工肾、人工脾、人造血管和皮肤等都可用高科技纤维制造。在尖端技术领域，由于解决了超低温绝缘材料，创造了磁悬浮列车的最高行驶纪录。由此可见，高科技纤维的应用领域可以说是无怕不包。

我国高科技纤维发展基础和现状

1996年起发展中国家化纤的总产量和产能超过了发达国家。其主要原因是，发达国家进行了化纤产业的结构调整，早已把投资重点由传统化纤转向高科技代纤上了，并大规模地将普通化纤的生产技术及全套设备向第三世界国家转移，将收益用于发展高新技术产业。目前发达国家尤其是美国和日本的高科技纤维已处于垄断地位。

我国已具备把投资重点转向发展高科技纤维的基本条件。近年来我国主要高科技纤维的市场需求增长很快，1995年聚丙烯腈基碳纤维的需求量只有60吨，到2000年已达1500吨；1995年芳纶纤维的需求量也只有60吨，到2000年已达到500吨；1995年超高分子量聚乙烯纤维需求量才20吨，2000年已超过500吨。我国高科技功能纤维随着人民生活的迅速提高和环保意识的增强，发展很快，需求成倍增长。仅中空纤维分离膜的生产厂家就达120多家，活性炭纤维生产厂家也有几十家，产品主要用于水处理等方面，市场需求量不断扩大。

我国发展高科技纤维存在的问题及发展建议

我国高科技纤维的应用研究和市场开发，为断取得进展，为持续快速发展奠定了基础。从20世纪80年代起，国家就安排了碳纤维和芳纶纤维科技攻关，也同时安排了一批应用研究项目，目前又有一批新应用领域正在开发，这些都是保证高科技纤维持续发展的基础。我国即将加入WTO，关税将逐步减少，市场准入将更加广泛，而我国的高科技纤维却处于小而散的状态，根本不具备国际竞争力，这种局面急待扭转。以上这些因素都使投资重点转移成为可能。目前，国内不少企业集团已出现引进高性能纤维生产线热潮，国家应加强对高科技纤维的宏观调控，防止复复引进和建设。如果不严加控制又会形成小而散的局面，很难形成有竞争力的规模经济。为了防止投资热点集中在碳纤维和芳酰胺纤维领域，国家应引导企业适当地把资金投向其他有前景的高科技纤维项目上来。如聚苯硫醚纤维及上述两大纤维的下游制品开发，因为聚苯硫醚纤维作为高温粉尘滤材和电绝缘材料等，其综合性能好。而碳纤维等复合材料制品的开发和生产，不仅有利于上游高性能纤维的发展，更重要的是风险和难度相对较小，经济效益更好。在对重大建设项目和引进项目审查时，国家有关部门应提高效率，因为久拖下去将会丧失机遇，给企业带来重大损失。

正是由于高科技纤维对提长一个国家的整体经济素质有举足轻重的作用，国家提出在“十五”期间加大对高科技纤维的投入，奠定主要高科技纤维的产业化基础，实现聚丙烯腈基碳纤维及其原丝、芳纶、超强聚乙烯纤维及主要功能纤维产业化，并在消化吸收国外引进技术和装置的基础上加以创新，逐步拥有自己的知识产权，实是明智之举。参考文献

[1] 夏和生,王琪.纳米技术进展[J].高分子材料科学与工程,2001,17(4):1-6.[2] Birringer R, Gletter H, Klein H P.Classification of nanometer materials and its basis[J].Phys Lett,1984,102A:365-369.[3] 张中太,林元华,唐子龙,等.纳米材料及其技术的应用前景[J].材料工程,2000,(3):42-48.[4] 钱军民,李旭祥,黄海燕.纳米材料的性质及其制备方法[J].化工新型材料,2001,29(7):1-5.[5] 朱光明,钱得丰.聚合物基纳米复合材料的研究进展[J].化工新型材料,2001,29(9):16-21.[6] Brus L E.Electron-electron and electron hole interactions in small semiconductor crystallines[J].Chem Phys,1984,(80):4403-4409·

[7] 罗明良,蒲春生,卢凤纪,等.纳米技术及材料在环保中的应用与展望[J].化工新型材料 999,13(6):22-24.

高分子纳米复合材料 第2篇

无皂高分子纳米胶乳粒子的制备与稳定

在微波辐照下,以过硫酸钾(KPS)为引发剂,丙酮水溶液(质量比1∶ 1)为分散介质,进行了苯乙烯(ST)和其它共聚单体:甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、丙烯酸乙酯(EA)及顺丁烯二酸酐(BDA)的无皂乳液聚合,得到了稳定的`纳米胶乳粒子.讨论了共聚单体的种类和浓度对粒子水化半径的影响.增加配方中亲水性单体含量,使引发反应中引发剂的消耗量增加,粒子表面电荷密度增大,同时亲水性增加,油水界面张力减小,粒子变得稳定,有利于小粒子的生成.粒子的大小随亲水性单体的含量呈曲线关系,曲线上有最低点.

作 者：尤丽莎 傅中 吴华强 张文敏 作者单位：安徽师范大学化学与材料科学学院,刊 名：化学物理学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS年，卷(期)：14(4)分类号：O634 TQ330关键词：无皂乳液聚合 乳液稳定性 微波化学 纳米粒子

高分子纳米复合材料 第3篇

1 机械力化学效应以及作用机理

1.1 机械力化学效应

化学法在制作纳米复合材料中是一种全新的方法。机械力化学法是指通过机械力不用的作用方式使物质的晶格结构、颗粒结构发生改变。最近得到了业界的认可和重视, 极大促进了机械力化学法的发展。

颗粒结构的变化:物质在进行粉碎的过程之中会产生新的解理面, 而新的解理面的结构和物质内部结构不同, 所以粉碎过程中使颗粒结构发生变化。反复研磨颗粒, 可以除去解理面, 研磨时物质颗粒表面产生剧烈变化, 晶格产生畸变或产生无定形化等。随着反复研磨、冲击令晶体的密度增强, 晶体表面的吸附能力增强, 有可能产生新的化合物。

晶体结构的变化:在超细粉碎中, 因为机械力的作用下物质晶体结构和性质会发生变化。一般来说研磨先因其层间的弱结合破坏, 然后引起晶格畸变。

物质反应活性的提高:研磨的刚刚进行的时候物质的颗粒尺寸减少, 晶格产生畸变或缺陷, 使化学反应的活化能产生改变。物质机械研磨成粉末或是形成凝胶都有空孔及组织, 新生物表面产生许多原子基团, 促使物质反应活性增加。

1.2 机械力化学作用机理

机械力化学作用机理基主要是明显加快固态反映的速率, 反应加快后稳定后就出现一个恒定的反应时间。而研磨过程中的分析都多用机械能的转化成化学能为准。机械力化学作用机理现多用模型的方式来形象的解释, 热点模型、等离子体模型以及其他一些细微模型。造成机械力化学反应历程影响的因素很多, 种种因素的作用, 加上研究的手段不全, 而机械力化学的机理也没有统一的界定, 上面说的三种模型也都是从能量消耗着手, 所以具有一定的局限性。

2 机械力化学在复合材料制备中的应用

机械力化学在高分子复合材料制备中很多领域都有的应用, 很多涉及这领域的杰出人员都提出自己的理论和研究成果。例如:四川大学徐僖[1]院士等人, 依据高分子化学的原理, 参考中国传统的石墨设计的思路, 设计了磨盘形力化学反应器;鹿海军[2]等人通过球磨原位聚合法利用十二烷基二甲基卞基氯化铵和间苯二甲胺制备出一种新型的有机化改性蒙脱土;吴杭[3]利用球磨原位聚合法制备聚苯乙烯/石墨烯微片导电纳米复合材料;赵卫峰[4]等人通过球磨法对石墨机械剥离制备出石墨烯, 赵卫峰等人又在他们的基础上进一步研究了球磨法, 通过制备石墨烯来对高分子材料进行改进。机械力化学在复合材料制备中有着不可代替的作用, 通过机械力化学的研究使复合料的各个方面有了很大的提高。使得复合材料应用更加广泛, 机械力化学在复合材料制备中功不可没。

3 结束语

综上所述, 可以看出随着近几年新兴学科技术的发展, 机械力化学得到很快发展。机械力化学被广泛应用于各大领域, 以及它所创造的经济效益也是非常明显。但是我国机械力化学的发展还有待于进一步的发展, 相信在业内人员的共同努力下创造新材料和改造传统材料性能等研究中定会有更大提升。

参考文献

[1]徐僖.高分子材料的应力诱导反应[J].高分子通报, 2005 (4) :20-22.

[2]鹿海军, 梁国正, 张宝艳, 等.球磨分散法制备新型改性粘土、环氧纳米复合材料的结构与性能[J].复合材料, 2005, 22 (1) :6-10.

[3]吴杭.球磨剥离法原位制备聚苯乙烯、环氧/石墨烯复合材料研究[D].厦门:华侨大学, 2013.

充斥细胞的纳米分子机器 第4篇

一个小小的生物细胞中，居然充斥着种类繁多的纳米级分子机器。它们和人类制造的机器一样，由许多部件相互配合，行使着特定的功能。

人们常常把生物体比作设计复杂、运转精密的机器，殊不知，构成生物体的细胞内也充满了形形色色的超微型机器。只不过这些微型机器不是由冷冰冰的金属和塑料所造，而是由各种形状的蛋白质部件构成的。这些微小机器被称作“分子机器”，它们的大小通常只有几纳米到几十纳米，是人体细胞大小的千分之一左右。

别看分子机器如此渺小，细胞的各种功能，都要依赖它们各司其职来实现呢。

在过去半个多世纪里，越来越多的分子机器被发现和解读。在细胞内部，有的分子机器在其他分子组成的“高速公路上”穿梭奔驰；有的分子机器如同锚链、绳索、滑轮一般，从内部牵引、控制着细胞形状；有的分子机器就像生命开关，对细胞的存亡起着调控作用，或促进细胞凋亡，或引导细胞生长。光合作用机器捕获太阳能，并将其转化为能够储存在细胞内的化学能；生物电分子机器则通过电流在神经细胞间的流通发挥作用。还有一些分子机器对细胞内组成元件的形成起到调控作用，同时它们自身也是在另外一些分子机器的调控作用下诞生的。细胞运动、细胞繁殖需要分子机器的调控，细胞吞咽来自外界的“食物”同样要在调控机器的作用下完成。

在生物体内，分子机器是广泛而大量存在的。仅2006年的一项研究，就在酵母细胞中一举发现了250种新的分子机器！分子机器的构造极其复杂，迄今为止，科学家仅对其中的少数几种进行过较为充分的研究。基因敲除和免疫突变这两样研究手段，可用于确定分子机器各个部件的功能。研究发现，分子机器具有“不可简化的复杂性”，也就是说，和人类制造的机器一样，分子机器中任何一个蛋白质部件都不可缺少，否则它就不能工作。

下面列出的40种分子机器，是已经为科学文献所报道过的。研究还在继续，新的分子机器也会陆续被发现。第一部分列出的6种分子机器已经被较为充分地研究过，第二部分是尚未开展全面、透彻研究的一些分子机器。

已被深入研究的分子机器

1．细菌鞭毛细菌的鞭毛如同安装着螺旋桨的回转马达，看起来就像一台装在游艇上的舷外发动机。这台“发动机”的动力来源于离子流动，转速可高达每分钟10万转。作为自然界中最强有力的回转马达，这台精巧的纳米级化学渗透动力机，靠跨膜离子流驱动纤维状螺旋桨的运转。虽然鞭毛是分子机器中研究得最为透彻的一个，但目前还没有对这一系统是如何进化的展开研究。

2. 真核生物纤毛纤毛看起来既像发丝也像一根鞭子。纤毛由微管组织构成，由9根两两一组的微管二联体包围着一对中央微管组成。微管之间由微管连丝蛋白臂相连接。如同船桨一般滑动的运动模式，是由动力蛋白马达驱动的。这一分子机器参与真核生物的多种功能，如推动精子的游动以及排除侵入喉咙的异物粒子。

3. 氨酰-tRNA合成酶（aaRS）具有氨酰化作用，能够使tRNA与相应氨基酸相连接，为后续的转录反应做好准备。大部分细胞都拥有20种不同的氨酰-tRNA合成酶，每种氨酰-tRNA合成酶只能识别相应的一种氨基酸。如果没有氨酰-tRNA合成酶，基因的转录、翻译过程将无法顺利进行。

4. 凝血级联系统血液凝集是一种典型的分子机制。酶作用底物、一系列酶、辅助因子与膜磷脂中的钙离子相互作用，能够显著促进这一反应的速度。当凝血级联反应启动后，接下来引发的一系列连锁反应中的任何一步都不能出差错。这个系统也具有不可简化的复杂性。

5. 核糖体核糖体被称为“RNA机器”，是细胞中蛋白质合成的关键细胞器。在这里，信使RNA被转录为蛋白，在细胞蛋白合成中起着决定性作用。一个最简洁的核糖体需要53个蛋白分子与3个多核苷酸组成，其中任何一个构件都是不可或缺的。

6. 抗体及获得性免疫系统抗体是免疫系统的直接行动者，它能够区分机体内源性物质和来自外界的入侵者。抗体的产生需要依靠许多分子机器发挥作用。血液中的淋巴细胞通过特异基因序列的混合与匹配，能够制造出1亿种不同的抗体。获得性免疫系统能够使机体识别和对抗大多数的外源入侵物。

其他分子机器

7. 剪接体基因转录后，剪接体去除RNA序列中所包含的内含子区段，为蛋白翻译过程做好准备。剪接体一方面要准确地识别前体RNA上的剪接位点，一方面又要通过可变剪切产生不同的mRNA剪接异构体。剪接体由5个RNA以及300种蛋白分子组成，可能是最为复杂的大分子机器。

8. F0F1ATP合酶ATP合酶的两部分通过“转子”和“定子”相连接：F0由质子动力势驱动，并带动F1转动。动能被转化后，储存于细胞中的腺苷三磷酸（ATP）中。

9. 菌紫质菌紫质嵌埋在细胞膜中，利用结构中的7个螺旋与细胞膜紧密绑定在一起。它的功能是吸收太阳能，用于推动质子跨膜流动。菌紫质上连接有视黄醛，在吸收太阳光后会发生形状改变。被视黄醛捕获的光子通过7个螺旋结构输送到细胞膜外。质子从相反方向跨膜进入细胞内，成为制造ATP的能量来源。

10. 肌球蛋白肌球蛋白是一种分子马达，在细胞中，它能够沿着由肌动蛋白细丝所铺就的“轨道”滑动，促成肌肉的运动以及参与细胞中物质的运输过程。肌肉通过肌球蛋白等分子机器将化学能转化为机械能，调控肌肉的收缩过程。

11. 驱动蛋白马达与肌球蛋白类似，驱动蛋白也通过将待运载的蛋白分子与自身相绑定，然后沿着微管所铺就的轨道一步步将蛋白运送至细胞内的特定位点。驱动蛋白不仅能够拉动囊泡、参与纺锤体的装配、帮助微管组织解聚合，也能拖动大个头的细胞器穿梭于细胞之中。

12. Tim/Tom 系统这是一台选择性蛋白分子泵，能够帮助蛋白分子穿过线粒体的内膜（Tim）和外膜（Tom），进入线粒体基质。

13. 钙泵钙泵由几个可移动的组件组成。通过4步循环反应，钙泵将细胞内的钙离子转运到胞外。

14. 细胞色素C氧化酶能够将氧化还原反应所释放的能量转化为质子的电化学梯度。将电子传递给氢和氧生成水，并释放出能量。

15.蛋白酶体26S蛋白酶体由33个不同的蛋白亚基所组成。这些蛋白亚基能降解细胞中折叠错误的蛋白分子，或由于损伤而被标记了的蛋白分子。

16. 粘连蛋白是一种多亚基蛋白复合体，能够在细胞有丝分裂时，将姐妹染色单体连接在赤道板处。

17．染色体浓缩素是由五个亚基组成的蛋白复合物。在细胞有丝分裂过程中，它帮助染色体进行浓缩和凝聚。

18. CIpX利用储存于ATP中的能量，将蛋白分子的折叠解开，并将其运送到细胞中的ClpX复合体中。

19．免疫突触免疫突触形成后，T细胞被活化，同时开始大量增殖。免疫突触是启动免疫应答反应的关键步骤。

20. 滑行体滑行体是一种大分子复合体，它可以帮助原生动物在多种基底上滑行。

21. kex2在酵母的有性繁殖过程中，Kex2通过降解两个相互碰触的酵母细胞壁，促进酵母细胞间的融合。

22. Hsp70Hsp70作为一种分子伴侣，不仅在蛋白质构象形成方面发挥作用（如，帮助蛋白折叠），也参与将蛋白质运送到细胞内的特定位点的转运过程。

23. Hsp60Hsp60也是分子伴侣的一种。它的外观如同一个带着盖子的滚筒，能够为蛋白质折叠提供密闭的反应环境，直至完成折叠。

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24. 蛋白激酶C蛋白激酶C在细胞中是电信号的传递转换器。

25. SecYEG蛋白前体转运通道SecYE复合体起着“转运机器”的作用，在细胞中，它参与分子的跨膜运输过程。

26. 血红蛋白血红蛋白的亚铁离子能够携带氧分子，从肺泡中摄取氧，再通过血液流动将氧运送到身体的各个器官。

27．T4DNA包装马达T4DNA包装马达是众多包装马达中的一种。在T4DNA包装马达的帮助下，病毒的基因组被送入状如胶囊一般的前衣壳。这一步完成之后，T4DNA包装马达脱离衣壳，病毒尾巴与衣壳接下来进行组装，赋予病毒以侵染活力。

28. Smc5/Smc6Smc5/Smc6参与染色体的结构变化，如聚集和凝缩。它还能够在染色体分离之前，清除受损染色体上的环状蛋白复合物，并修复解链状态的DNA链。

29. 胞质动力蛋白参与物质转运及细胞移动。还参与真菌中细胞核的移动，以及哺乳动物神经细胞的移动。

30. 有丝分裂纺锤体由微管蛋白、马达蛋白和其他分子组成。在有丝分裂期，纺锤体对染色体分离具有直接相关的作用，它附着于染色体上，将姐妹染色单体分配至正在分裂的两个细胞中。

31. DNA聚合酶是一类多分子蛋白，能够复制出与模板DNA链互补的新DNA链。DNA聚合酶的复制准确率极高，每掺入10亿个碱基才可能会出现一次错配。这得益于于DNA聚合酶所拥有的校对和纠正功能。

32. RNA聚合酶与DNA聚合酶相对应，RNA聚合酶以DNA模板链为基准，合成与之匹配的信使RNA链。

33. 着丝点着丝点是附着于染色体着丝粒上的一种细胞器，在细胞分裂过程中参与染色体向两个细胞中分配的过程。

34. MRX复合物端粒位于真核生物染色体的末端，保证染色体的完整性。端粒的长度对于决定细胞寿命和保证基因稳定有着重要的意义。MRX复合体对于端粒起着保护作用，使得端粒酶无法降解该区段的端粒序列。

35. 凋亡体/细胞凋亡蛋白酶细胞凋亡蛋白酶是被称为“死亡机器”的凋亡体的组成部分之一，能保证某些细胞在需要更新或清除的时候结束其生命。

36. Ⅲ型分泌体系通常简称为T3SS，是一种毒性效应物传输机制。致病菌利用这一机制，将毒性效应物注射入宿主的健康细胞。

37. Ⅱ型分泌系统Ⅱ型分泌系统简称T2SS，是一个复杂的分子机制，调控细菌中蛋白的跨膜转运。

38. 解旋酶/拓扑异构酶解旋酶和拓扑异构酶共同作用，帮助DNA在转录和复制之前，解开双链，消除螺旋结构。拓扑异构酶能使DNA的一条链发生断裂和再连接，以改变DNA的拓扑状态。

39. RNA降解体RNA降解体是一类能够降解mRNA的复合蛋白结构，它也能够对RNA链进行加工，使其具有活性。

40. 光合作用系统是植物中将光能转化为化学能的分子机制，光系统1由30多个蛋白亚基、叶绿素，以及细胞中能够将光能转化为可用能的其他分子机制组成。“天线色素”能够增加光能的吸收。这一系统的正常运转还需要多种复杂分子的参与。

（作者单位：少年儿童出版社）

高分子纳米复合材料 第5篇

亲水性高分子稳定的纳米铂催化丙酮酸乙酯不对称氢化

贵金属纳米粒子因其优异的催化性能而在近年得到人们的重视[1～3].纳米粒子因表面积大而需要加入稳定剂以防止其团聚或次级粒子的.产生.贵金属Pt纳米粒子经过生物碱辛可尼丁或合成不对称诱导剂的修饰后作为多相不对称催化剂,催化丙酮酸酯不对称加氢已经成为一种模型反应,检验催化剂的不对称诱导性能[4～5].

作 者：姜鹏 李晓红 关业军 应品良 李灿  作者单位：中国科学院,大连化学物理研究所,催化基础国家重点实验室,辽宁,大连,116023 刊 名：分子催化  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS(CHINA) 年，卷(期)： 18(5) 分类号：O643.32 关键词：纳米Pt   辛可尼定   不对称催化氢化  

高分子纳米复合材料 第6篇

分子筛负载Pd催化剂制备Y型碳纳米管

利用化学气相沉积法,Pd/HZSM-5为催化剂,甲烷为原料制备出了分叉状的Y型碳纳米管及竹节状碳纳米管.HZSM-5客观的三维孔道结构为Y型碳纳米管的生长创造了条件.竹节状碳纳米管的生长符合了底部生长机理.

作 者：赵瑜 ZHAO Yu  作者单位：天津理工大学化学化工学院,天津,300191 刊 名：天然气化工  ISTIC PKU英文刊名：NATURAL GAS CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)： 33(3) 分类号：O643 关键词：化学气相沉积   pd/HZSM-5   Y型碳纳米管   竹节状碳纳米管  

高分子纳米复合材料 第7篇

纳米石墨薄片及聚合物/石墨纳米复合材料制备与功能特征研究

摘要：分析与总结了聚合物/石墨纳米功能复合材料制备方法,还根据制备纳米功能复合材料所需的纳米微观结构和功能特征介绍了石墨和膨胀石墨微观结构、膨胀石墨的物化性能,并对纳米石墨薄片制备和修饰进行研究,最后提出聚合物/石墨纳米功能复合材料发展方向. 作者： 黄仁和王力 Author： 作者单位： 山东科技大学,济南校区,山东,济南,250031 期 刊： 功能材料 ISTICEIPKU Journal： JOURNAL OF FUNCTIONAL MATERIALS CONTENTS 年，卷(期)： ,36(1) 分类号： B150.4530 F430.50 关键词： 聚合物 石墨 纳米石墨薄片 纳米功能复合材料 制备方法 机标分类号： TB3 TQ1 机标关键词： 纳米石墨薄片聚合物复合材料制备纳米功能复合材料微观结构膨胀石墨制备方法物化性能功能特征材料发展材料所 基金项目： 纳米石墨薄片及聚合物/石墨纳米复合材料制备与功能特征研究[期刊论文]功能材料 --2005,36(1)黄仁和王力分析与总结了聚合物/石墨纳米功能复合材料制备方法,还根据制备纳米功能复合材料所需的.纳米微观结构和功能特征介绍了石墨和膨胀石墨微观结构、膨胀石墨的物化性能,并对纳米石墨薄片制备和修饰进行研究,最后提出聚合物/石...

高分子纳米复合材料 第8篇

1893年Lea首次发现了机械力化学现象的存在,在研磨HgCl2时发现HgCl2发生分解且观察到有少量Cl2逸出的现象[2]。20世纪20年代德国学者Ostwald[3]首次从化学分类的角度提出了机械力化学这一概念。

机械力化学的真正研究开始于20世纪50年代,奥地利学者Peters等[4]在1962年第1届欧洲粉碎会议上明确指出机械力化学反应是机械力诱发的化学反应,强调了机械力的作用。从此,机械力化学日益受到世界各国的关注与重视。近年来,机械力化学技术获得了很大的发展,被广泛应用于制备各种金属和无机陶瓷材料、金属精炼、矿物和废物处理、高分子改性和生物医药等诸多方面,机械力化学效应的装置更加专门化,关于机械力化学的理论亦得到不断丰富。

高分子材料具有热敏性和粘弹性,不同于无机材料用传统的粉碎、研磨等方式即可达到微细化。粘弹性聚合物随着研磨时间的延长粒子间会重新粘合,粉碎效率低。刚性聚合物在粉碎至1～3μm后,粒径不再变化但若继续球磨,聚合物的性质将发生变化,因此聚合物的机械力化学效果明显,研究和应用前景特别宽广,国外已有许多学者从事这方面的研究及应用。另外,随着科学技术的发展,人们对高分子材料应用性能的要求日益提高,仅由合成新的高分子来满足所要求的应用性能,往往受原材料来源、合成技术及生产成本等诸多因素限制,因此在不断研制和开发新型高分子材料的同时,更侧重于研究由已有高分子材料制备具有崭新功能的多相聚合物体系,以达到事半功倍的效果。本文着重讨论机械力化学在高分子复合材料制备中的应用。

1 机械力化学效应

机械力化学效应是指通过机械力的不同作用方式使物质的颗粒结构、晶格结构发生变化,由于研磨过程中引入机械能量的累积,物质的物理化学结构和性质发生变化,粉体的反应活性提高。

1.1 颗粒结构的变化

粉碎过程中会产生新的解理面,新表面的结构与内部结构不同,因此研磨使得颗粒的结构发生变化。如炭黑和石墨经过研磨,表面的键会断裂生成原子基团,不对称电子数增加,作为橡胶的填充剂时可提高橡胶的性能。对于反复研磨的颗粒,除产生解理面外,粉末表面发生剧烈变化,晶格产生畸变或产生无定形化等。伴随着颗粒的反复剪切、冲击,晶体的位错密度增大和转移,摩擦生热导致再结晶,残留应力蓄积在晶体内部,表面吸附增加,且有可能产生新的化合物。

1.2 晶体结构的变化

在超细粉碎过程中,由于机械力的作用,物质的晶体结构和性质会发生很多变化:(1)同质多相的物质发生晶型转变;(2)晶格畸变和无定形化产生金属间化合物;(3)层状结构的物质表现出平行于层面的解理性,通常情况下,一般是研磨先引起层间弱结合破坏,接着破碎引起晶格畸变。以具有极强润滑性的石墨为例,微粉碎和超微粉碎都较困难,石墨呈异向性结晶结构,粒子呈薄片状,摩擦系数因气氛的不同而异,亦因粉碎机械的不同,粉碎状况可以不同;(4)对于晶体聚合物,分子链折叠产生膜状结晶,由于拉伸、剪切和弯曲产生微裂纹,聚合物链断裂,在微小体积和薄的表面层短时间产生应力集中,原子键角和原子间距的变化导致原子处于激发状态,通过热变动(松弛),变形超过极限,分子链断裂,微裂纹产生,裂纹继续扩展,产生宏观断裂。

1.3 物质反应活性的提高

在研磨起始阶段,物质的颗粒尺寸减少,晶格产生缺陷或畸变,导致化学反应平衡和活化能发生改变,达到粉磨平衡后,物质机械研碎成微细粉末或凝胶或具有开放性的空孔及组织,比表面积增大,表面能发生变化,新生表面甚至产生一些原子基团,促使物质反应活性增加。

2 机械力化学的作用机理

机械力化学反应过程具有明显的特征,如图1所示。

由图1可见,无机械力作用(阶段1)是由热激活决定的,反应温度决定反应速率。在室温下多数固态反应进行缓慢。机械能的作用主要是显著加快了固态反应速率(阶段2),反应迅速加快并随后达到稳定,即出现一个恒定反应区域(阶段3)。停止机械作用后,反应速度迅速减慢[5]。

研磨过程的分析多以机械能转变成化学能的机理为基础,至今,随着理论的发展和实践的进步,关于机械力化学的作用机理已有较多的物理模型来解释。

2.1 热点模型

Bowden和Tabor在1964年提出热点模型,即机械力化学反应是在热点中进行的,在接触点的微小区域内温度可达1300K,这样的温度引起纳米尺寸的化学反应,在碰撞点处产生极高的碰撞力,有助于晶体缺陷和畸变的扩散及原子的重排,所以局部碰撞点的升温可能是导致机械力化学反应的一个促进因素。图2为机械力作用下在接触区域产生高温、高压的示意图[6]。

2.2 等离子体模型

1967年Thiessen提出了摩擦等离子体模型,机械力作用导致晶格松弛与结构裂解,激发出高能电子和等离子区。一般的热化学反应在温度高于1000℃时,电子能量也不会超过4eV,即使光化学的紫外电子的能量也不会超过6eV。而机械力作用下,高激发状态诱发的等离子体产生的电子能量可超过10eV,因此机械力化学有可能进行通常情况下热化学所不能进行的反应,从而降低固体物质的热化学反应温度,加快反应速度。图3为摩擦等离子体模型。

2.3 其他一些细微模型

Heegn建立了机械力活化球磨过程中的能量平衡理论,另有学者在磨球的能量转换和电路能量转换的相似性的基础上提出了一种拟合模型,该模型可对固体结构无序化的具体能量的变换提供一种机械力化学上的描述。

Juhasz提出机械力活力影响下的过程可细分为初级过程和二级过程。初级过程,如内能和表面能的增加、表面区域的增加、固体结合能的减少等一般增加了物质的反应性,而像团聚、吸收、再结晶等二级过程则在激活系统中同时发生甚至发生在球磨过程或是在球磨完成后。另外,Molcanov通过假定各个步骤积累的大量能量的转变以及机械力活化的潜在重叠步骤能被区分,分析了机械力活化的多步特点。

影响机械力化学反应历程的因素很多,各种因素间的相互作用,加之研究手段不全面,关于机械力化学的机理尚没有一个统一的界定,以上所讨论的模型都是从能量消耗入手,具有一定的局限性。

3 机械力化学在高分子复合材料制备中的应用

3.1 磨盘形力化学反应器

四川大学徐僖院士等[7]根据高分子化学原理,借鉴中国传统的石墨设计思路,设计了磨盘形力化学反应器(Pan-mill type mechanochemical reactor)。图4为磨盘形力化学反应器原理简单示意图,其产生的挤压、剪切和环向应力对材料具有强大的分散、混合等功能,不但可以粉碎脆性高分子材料,还可以有效粉碎一般设备难以粉碎的韧性高分子材料,能诱导引发固相力化学反应,改变被研磨物质的微观形貌及结构,已成功应用于制备微细粉末和多种高分子纳米复合材料的研究中。

借助碾磨(Prepared through pan milling),聚酰胺(PA6)/聚丙烯纳米粒子(PP nanoparticles)(质量比为70/30)混合粉料的平均粒径降至30～50nm。且由于碾磨过程中接枝共聚物的生成,起就地增容作用, PA6/PPN纳米复合材料的屈服强度和冲击强度分别从23.2MPa和4.62kJ/m提高到29.3MPa和6.34 kJ/m[8]。

在PP/TiO2共碾磨过程中,填料对聚合物有明显的助磨效果。当碾磨次数相同时,碾磨样的平均粒径明显小于单独碾磨样的粒径。填料和聚合物共碾磨时,强大的挤压剪切作用可导致物料的粉碎和分子的断链,产生的活性点可增加填料与聚合物基体间的相互作用,改善界面的相容性,使碾磨产物较用简单混合方法制备的有更好的性能[9]。

PP/Fe纳米复合材料研磨过程中,铁粉(100～150μm)粒径降至40～80nm,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别从35.1MPa和3.02kJ/m提高到36.7MPa和4.52kJ/m[10]。

PA6/多层碳纳米管(MWCNTs)复合材料,CNTs在研磨过程中长度变小且松开(图5),研磨后的PA6和碳纳米管之间有很强的界面能(图6),在碳纳米管含量仅为1.5%(质量分数)的情况下,其拉伸模量从2448MPa提高到4439MPa,提高80%,而拉伸强度也增长了23%左右[11]。

Shao等[12]借助反应器制备PA6/硅酸盐粘土纳米复合材料,通过形貌观察可知硅酸盐粘土均匀分散在PA6基体中,材料剪切粘度比纯PA6大得多,拉伸强度和模量都有很大的提高。另外,他们还研究了PP/蒙脱土未添加其他增容剂的纳米复合材料,通过XRD、SEM、TEM等表征手段说明在研磨过程中,蒙脱土的片层从100～200nm减少到30～50nm,反应器的径向和切向剪切力作用使得蒙脱土片层均匀分散于PP基体中。

Wang等[13]利用磨盘形力化学反应器研磨成功制备了聚对苯二酸二醇酯/蒙脱土Na+纳米复合材料。该方法利用纯蒙脱土Na+而没有进行有机改性,避免了在高温时会发生降解,同样地,机械力化学效应使得纳米粒子复合均匀,并且复合材料的力学性能方面有了很大的提高。

研磨技术克服了PA6的不良加工性能以及直接熔融法易引起氢氧化镁性能的恶化等缺陷,成功制备PA6/Mg(OH)2,在直接研磨共混过程中,大大提高了系统的相容性[14]。

3.2 球磨原位聚合法

鹿海军等[15]采用十二烷基二甲基卞基氯化铵(DBDA)和间苯二甲胺(MXDA)设计并制备了一种新型有机化改性蒙脱土(MMTⅡ),通过球磨法来促进其在环氧树脂中的细化与分散,制备出具有良好解离结构的MMTⅡ/环氧纳米复合材料。结构表征与分析表明,大颗粒粘土聚集体在搅拌混合过程中并不能有效分散,固化过程中很难充分解离,而球磨过程中产生的剪切力可促进其分散与细化,从而获得良好的解离结构。

Mitsugi Inkyo等[16]用球磨TiO2和MMA单体原位聚合制备PMMA/TiO2。结果表明,高能球磨能阻止二氧化钛纳米粒子的团聚,二氧化钛的添加使得PMMA具有较高的热稳定性。

孟维利等[17]以掺锑二氧化锡(ATO)粉为导电填料,采用原位聚合法制备PMMA/ATO导电纳米复合材料。结果表明,延长球磨时间可大幅度降低复合材料的体积电阻率,纳米粒子的加入使PMMA分解温度范围变窄,残余量增大,热稳定性提高。

3.3 机械力球磨在石墨烯复合材料制备中的应用

近些年来,本实验组在机械力法制备石墨烯及石墨烯复合材料方面取得很大进展。图7为湿法球磨剥离石墨生成石墨烯的原理示意图[18]。

赵卫峰等[19]采用球磨法对石墨进行机械剥离制备石墨烯,通过降低球磨速度,减小磨球对石墨的正面撞击力,同时增强磨球对石墨片的剪切作用,使石墨烯产品平面内的晶体结构得到有效保护。最近,Li等[20]通过控制球磨条件产生适宜的剪切应力破坏氮化硼片层间结合力,剥离制得高产量和高质量的氮化硼(BN)纳米微片。图8为球磨剥离过程中2种中间状态原理示意图,更有力地说明球磨法适用于生产纳米片层状材料。

赵卫峰等[18]在此基础上进一步研究了球磨法制备石墨烯对高分子材料的改性,采用乙烯/醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐(EVA-g-MAH)的甲苯溶液作为研磨介质,在高分子溶液中对石墨进行球磨剥离制备石墨烯并与EVA-g-MAH原位复合。

陈幼珠[21]采用球磨复合法制备了不饱和树脂/石墨烯微片、不饱和树脂/炭黑复合导电材料,并研究了石墨烯微片的层间滑移、片层剥离和与不饱和树脂的纳米复合制备机理。结果表明,球磨时间延长,石墨烯微片缺陷增加,片层径厚比减小,所得材料导电性能降低;但由于其比表面能增大,一定程度上增强了填料与基体间的界面相互作用,分散均匀的纳米填料限制了高分子链段运动,从而使复合材料的力学性能提高。图9为不同制备方法对UPR/CB复合材料拉伸强度和弹性模量的影响[22]。

吴杭[23]利用球磨原位聚合法制备聚苯乙烯/石墨烯微片导电纳米复合材料,研磨剥离石墨得到地石墨烯均匀分散于PS基体中,接枝率达85%,PS链有效地阻止了石墨烯片层间的团聚,制得的导电复合材料的渗滤阀值为2.7%,远低于原始石墨与聚合物复合材料的导电渗滤阀值。图10为原位球磨法制备PS/石墨烯微片复合材料的原理示意图,图11为PS接枝功能化石墨烯的AFM分析图。

4 展望

高分子纳米复合材料 第9篇

【关键词】纳米通道；电化学单分子；酶分子

Abstract：Objective： To study the application value of the detection of the enzyme molecules by the electrochemical single molecule analysis of the nano channel. Methods： Analyze the affinity interaction between thrombin and thrombin reagent by using hemolysin and lecithin free assembly to biological nanopores through the characteristics of hemolysin aperture to control single stranded DNA and double stranded DNA. Results： The current signal was terminated because the double stranded structure which made up with cervical loop structure could not pass through the hemolysin nanopore. In addition， under high voltage， the structure of the neck ring was destroyed， and the DNA of the neck ring was ssDNA. Conclusion： There is no relationship between the DNA solution chain time and the double chain sequence of the structure of the neck ring， and the applied voltage is closely related.

Keywords：nano channel； electrochemical single molecule

【中图分类号】R-1 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801（2015）06-0213-02

凝血酶在临床医学领域当中具有一定的地位，其可以作用在血液当中的纤维蛋白原，促使其转变成为纤维蛋白，加速血液凝固，进而起到止血的作用。在临床当中主要应用于外伤、口腔、妇产科、消化道以及泌尿的止血[1]。本文筆者通过利用溶血素以及卵磷脂的自由组装形成生物纳米孔到，通过溶血素孔径的特性来控制单链DNA以及双链DNA通过孔径的时候不同电流下降，对凝血酶与是凝血酶试题的亲和作用给予分析研究，现报告如下。

1资料与方法

1.1试剂与仪器

1.1.1主要试剂

其中包括有SA（溶血素）、APLI（卵磷脂）、盐酸、NEase（限制性核酸内切酶）、Tris、正葵烷以及KCl。试验当中所使用的水全部为二次去离子水，实验所使用的试剂全部为分析纯。试验当中使用到的DNA片段全部参考相关文献进行设计。

1.1.2主要仪器

仪器：Axonpatch200B，DigiData1440A，离心机，冰箱BCD-162AG，202-1AB型电热恒温干燥箱，BS124S电子天平、KQ-600DB型数控超声波清洗器、SZ-93自动双重纯水蒸馏器、CJJ78-1型磁力加热搅拌器、磁力架、数值式水浴温度控制仪、可调式移液器、PHS-3DpH计以及气浴恒温振荡器。

1.2试验方法

1.2.1DNA储备液和缓冲溶液

（1）全部DNA储备液都要采取二次水稀释为10-4M；（2）缓冲溶液Tris-HCl（10mM，pH7.8，1.0MKCl）：①：称取0.1213g Tris和7.455gKCI加入到80毫升烧杯当中加水溶解，采取稀释HCI调节pH一直到7.8；②：将以上溶液移到100毫升容量瓶当中加入水稀释一直到刻度线，即得0.01M Tris-HCl缓冲溶液。

1.2.2试验样品制备

（1）采取10 L10-4MSl注入样品管当中，采取Tris-HCl缓冲溶液稀释到10-6M，这个样品为G1；（2）采取10 L10-4MSl与10 L10-4MS2放在同一个样品管当中在37摄氏度之下孕育2小时，之后采取Tris-HCl缓冲溶液稀释到10-6M，这个样品为G2；（3）采取10 L10-4MSl与10 L10-4MS2放在同一个样品管当中在37摄氏度之下孕育2小时，之后向当中加入10 L5.0×10-4M的凝血酶在37摄氏度之下反应40分钟，之后计入970 L Tris-HCl缓冲溶液，这个样品为G3。

1.2.3卵磷脂处理

配制30mg·mL-1卵磷脂溶液：向盛有200毫克卵磷脂的瓶当中加入2毫升正葵烷，得到100mgmL-1卵磷脂溶液，选取60 l100mg·mL-1卵磷脂溶液，加入正葵烷稀释一直到200 l，即会得到30mg·mL-1卵磷脂溶液[2]。

1.2.4制备磷脂双分子层膜

（1）调整好相关仪器，采取1000 L的移液枪在检测槽的cis和trans端分别注入1毫升的Tris-HCl缓冲溶液，这个时候设置电压100mV开启检测，电流应该为无穷大显示过溢状态；（2）使用一个洁净的毛笔沾取一定量的30mg·mL-1卵磷脂涂抹在内部凹面上的小孔表面；（3）在电压100mV下运行工作软件，这个时候孔道处于封闭状态电流应该为0，这个时候打开膜电容界面观察膜电容的变化，当其上升和稳定的时候，即为磷脂双分子层膜成膜成功，这个时候可以停止运行软件，并且切换到电流-时间界面。如果这个环节下封闭状态电流没有为0或膜电容持续不稳定，则一定要把检测槽清洗干净重新开始[3]。

1.2.5在磷脂双分子层膜上形成纳米孔道

采取移液枪选取溶血素10 L 注入到cis端孔的表面，静止30分钟以后，打开工作软件，这个时候还必须要处于封闭电流状态，得到纳米孔道成形以后电流基线会出现一个短暂的突跃，这个时候即为成功形成纳米孔道，如果在这个过程当中电流基线在持续上线波动，则需要再一次制备磷脂双分子层膜。

2结果

因为颈环结构属于双链结构无法穿过溶血素纳米孔道卡在溶血素孔道当中，造成电流信号终止。另外，在高电压下颈环结构被破坏，颈环结构的DNA伸展为ssDNA。颈环结构卡在溶血素孔道当中，在高电压下颈环结构伸展，电流信号得以恢复。由于在140mV下颈环结构的伸展速度和DNA穿过溶血素纳米孔道的时候速度要比在120mV下速度快。G2结构是3`为适体S2与S1的杂交部分，5`端为颈环结构，这个时候的G2不管是3`端还是5`端在80mv电压之下全部无法顺利通过溶血素纳米通道，所以整个过程没有电流下降表现。

3讨论

DNA穿孔纳米孔道的时候，电流脉冲大部分集中在60pA左右。根据相关报道表明[4]，在低电压下颈环结构无法顺利通过溶血素纳米孔道，然而在高电压下颈环结构被伸展开，可以顺利通过纳米孔道。本文结果显示，G3在G2的基础之上加入凝血酶的结果，加入凝血酶以后，凝血酶适体S2被脱离出来，这个时候的G3样品通过纳米孔道的时候样品就是颈环结构的S1。另外，结果显示，在比较高的电压之下通过的碱基数要比低电压要多，并且比较高电压下颈环结构的伸展时间要比低电压的时间短。

总之，颈环结构可以在高电压下被伸展开，可以顺利通过纳米通道。颈环结构DNA解链时间和双链序列没有关系，和施加电压有密切关系。凝血酶作用以后的dsDNA可以顺利通过溶血素纳米孔道能够看见凝血酶，与凝血酶适体有非常高的亲和力，可以将凝血酶适体从dsDNA当中脱离开。

参考文献：

[1]丁克儉，张海燕，胡红刚，等.生物大分子纳米孔分析技术研究进展[J].分析化学，2010，38（2）：46.

[2]毓娟，揭雪飞，董新法，等.Ce02在催化氧化反应中的应用[J].电源技术，2012，26（1）：43-46.

[3]张梅，魏志锋，杜雪岩，等.CeO2包覆盖对TiO2传感器材料的氧敏性能的影响[J].稀有金属，2011，25（1）：71-74.