纳米粒子

研究了水相聚苯乙烯( PS )纳米液滴在硅和聚二甲基硅氧烷( PDMS )表面的蒸发。实验结果表明，较软的PDMS表面产生较长的恒定接触半径( CCR )阶段，这可能是由于液-气界面张力垂直分量引起PDMS表面变形所致。在硅和PDMS表面都发现了具有不同裂纹模式的环状纳米颗粒沉积。裂纹形成的原位观察表明，纳米颗粒在硅表面的运动受到阻碍，产生了周期性分布的径向裂纹。相比之下，纳米颗粒在PDMS表面容易移动。这一观察表明，表面裂纹形态的差异可归因于纳米颗粒与基体之间的摩擦力。纳米颗粒与基体之间的较大摩擦力阻碍了裂纹的运动，产生了周期性分布的径向裂纹模式，而较小的摩擦力则产生了多个大裂纹。

研究了一种利用纳米银油墨和纳米压印技术制备银光栅的简便方法。将纳米银墨水直接在玻璃基板上和PMMA层上进行纳米压印，成功地制备了纳米银墨水光栅图形，并与热蒸发银在纳米压印PMMA上的性能进行了比较。我们发现PMMA的使用对银纳米粒子平面表面和光栅的结构、光学和电学性能产生不利影响。在玻璃基片上直接印制银纳米墨水的光栅被发现与银在纳米印制PMMA上热蒸发产生的光栅具有相似的性能，并受益于更容易的制作工艺。纳米银油墨在制备花纹银薄膜方面显示出了良好的应用前景，可能对放大和滚压工艺有一定的帮助。

通过简单的两步改性路线合成了聚二甲基硅氧烷改性SiO2 /有机硅溶胶( PDMS-SiO2 / SS )杂化涂层。利用二氧化硅和过量的PDMS，通过高温脱水反应合成了PDMS-SiO2纳米粒子( NPs )。纳米颗粒相互搭接，形成分支和卷曲结构。添加有机硅溶胶( SS )作为基底引入疏水基团，保护了纳米粒子的结构。PDMS-SiO2 / SS杂化涂层具有超疏水性能，最大水接触角为152.82 °，在冰箱蒸发器上进行了结霜试验，结果表明，该涂层不仅延缓了结霜时间约113 min，而且增加了结霜层处理时间。同时，除霜水滴易从涂层表面脱落，有利于下一个制冷循环的抑霜性能。

近年来，基于多壁碳纳米管( MWCNT )和聚二甲基硅氧烷( PDMS )的光声发生器以多种方式制造，影响了发生器的频率带宽、声波压力、鲁棒性和重现性等性能。由于MWCNTs具有较高的光吸收和PDMS较高的热膨胀系数，这种组合非常适合作为光声发生器使用。本研究提出了一种利用喷墨打印技术，基于长期稳定的MWCNT和PDMS墨水制备高重现性的光声发生器的新方法，MWCNT- PDMS层(厚度为2 ~ 4   µ m )直接打印到多模远端的端面，均匀性好，光透过率低( 19 ~ 21 % )。纤维片制备完成后，喷墨打印机在每层30 ~ 60 s的时间段内自动执行所有步骤。产生的超声压力( 0.39 ~ 0.54   MPa )和频率带宽( 1.5 ~ 12.7   MHz )可在距离≈4   mm处测量，激光流畅度为12.7   m J   cm-2，这些高重复性的印刷光声发生器可很好地用于无损材料检测和医疗应用。

设计、研究和开发新型和改进的智能多功能器件是未来十年先进功能材料议程的主要议题之一。可以被外界刺激触发的智能材料被FDA、EMA等监管机构看到，具有很高的创新治疗和改进药物传递系统的潜力。将磁性纳米结构引入到复杂体系中，可以产生多功能的器件，并且可以通过外加磁场进行时空调控。这些磁响应器件可以用于从诊断到治疗肿瘤等多种生物医学应用，并正在积极开发和测试用于癌症治疗。在此，我们从最简单的结构——单一纳米粒子出发，综述了肿瘤磁响应器件的发展。我们在对此类系统的设计和制作给出一些理论概念的同时，对其在临床实践中的应用进行了批判性的综述。自然而然，该综述发展到更复杂的结构，从一维磁响应系统发展到三维磁响应系统，显示出更高的复杂性和多功能性，因此对临床实践的兴趣更高。审查的结尾是癌症理论磁响应器件的设计和工程面临的主要挑战以及这一生物医学领域的未来趋势。

先前提出利用导电纳米粒子( conductive nanoparticles，NPs )局部放大细胞膜电场( electric field，EF )强度来增强细胞电穿孔。为了实现这一点，纳米颗粒与细胞膜之间的距离是必须的。这里，探索了利用电脉冲(电泳力)的作用来改善NPs与细胞表面接触的新方法。分析了两种电脉冲单独或联合应用对中国仓鼠DC - 3F细胞的影响。特别地，我们使用了100个 µs的持续时间脉冲，低强度毫秒脉冲以及两者的组合。最后，我们研究了利用表面包复的NPs ( PEG化)进行这种应用。我们的结果表明，电穿孔脉冲前电场的传递增加了NP在细胞膜周围的积累，提示NP通过电泳力推向细胞表面。这样可以减少细胞与NPs长时间孵育的需要，观察到导电NPs介导的电穿孔增强。因此，低强度毫秒脉冲可以用来增加聚集态或个体(即PEG化) NPs的积累，支持观察效应的电泳性质。

在过去的几十年里，聚合物微柱被应用于许多复杂的功能微器件中，如微流体、微传感器、可调谐润湿表面和基底结构。本文提出了一种可以在梯度磁场下运动的高长径比磁性聚二甲基硅氧烷( PDMS )微柱的制备新技术。首先，将一滴Fe3O4超顺磁性纳米颗粒分散在丙酮溶液中，超声，倒入预腐蚀硅模具上，微孔洞较深；其次，在硅模具背面用强永磁体迅速将Fe3O4纳米颗粒吸引到微孔洞中。第三，采用软光刻工艺，通过在真空室中对空气进行排序，在热板中烘烤，然后在乙醇溶液中剥离，在CO2干燥机中干燥，使PDMS液体流入微孔。PDMS磁性微柱直径分别为1   μ m、2 μ m ~ 10μm，高度分别为30   μ m和50   μ m。我们观察到1μm长宽比为50的微柱在5 mT / mm的梯度磁场作用下，其端部可偏转12  μm，验证了磁性微柱在乙醇溶液中的端部运动，拓宽了其在微流体学等液体微器件中的应用。能量色散X射线光谱还考察了PDMS微柱体中的铁含量。他们在42 %到81.4 %之间，中位数为59.6 %，这是文献报道的最高值，以我们最好的了解。

表皮生长因子受体( epidermal growth factor receptor，EGFR )突变引起的非小细胞肺癌( non-small cell lung cancer，NSCLC )占全世界肺癌诊断和死亡病例的85 %。本研究介绍了一种在叉指电极( IDE )传感器上集成聚二甲基硅氧烷( PDMS )聚合物的纳米二氧化硅检测EGFR突变的替代方法。采用二氧化硅纳米粒子和PDMS聚合物组成的纳米聚合物层对400 μ m间隙尺寸的铝IDE进行改性。利用电子显微镜对IDE和涂有PDMS的IDE ( PDMS / IDE )进行了成像，显示了其光滑理想的传感器形貌。将纳米二氧化硅集成的PDMS / IDE表面固定EGFR探针和靶点，用于指定肺癌检测。通过单碱基错配和非互补目标的微弱电流读出，证实了传感器的特异性。在人血清中加入突变靶，检测了纳米二氧化硅修饰PDMS / IDE的敏感性，结果证实检测到EGFR突变。基于校准曲线斜率，纳米二氧化硅集成PDMS / IDE的灵敏度为2.24 E - 9A M - 1。该传感器在1 aM互补突变靶点识别EGFR突变最低，但基于3 σ计算得到的检测限为10 aM，回归值为0.97。

本文采用简单的合成方法，在高温下利用端羟基硅溶胶改性二氧化硅纳米粒子形成支链和卷曲结构，然后与含氟聚丙烯酸酯乳液( PFA )混合，得到聚二甲基硅氧烷( PDMS ) -SiO2 / PFA杂化涂层。PDMS-SiO2 / PFA涂层的疏水性能通过Si-O和F基团的协同作用进一步增强。所得涂层具有相似的荷叶表面结构，接触角可达142.2 ± 2.4 °，PDMS-SiO2 / PFA涂层能够延缓霜晶的形成和霜层的生长。除霜液滴难以粘附在涂层上，在长时间的结霜和除霜循环过程中极易脱落，表明该涂层在抑霜领域具有潜在的应用前景。