聚二甲基硅氧烷

本工作综述了薄膜纳米复合材料在可再生能源方面的应用。探索了该领域当前和未来的研究方向。讨论了可再生能源领域性能优化所需的相关特性和各种制备方法。考虑了纳米颗粒在薄膜纳米复合材料中尺寸依赖特性和量子效应的演化及其对可再生能源技术的影响。这些特性包括光学、机械、电学、磁学行为和光化学/催化特性，以及抗腐蚀和无毒的高稳定性。综述了纳米颗粒的分散性如何影响薄膜的粘度、断裂韧性和断裂能，进而影响薄膜复合材料的寿命和力学性能。解放了。

聚二甲基硅氧烷( PDMS )是一种生物相容性的合成聚合物，因其低毒性和可调谐的表面性质而被应用于各种应用。然而，PDMS没有任何与细胞结合的化学线索。等离子体处理、蛋白质涂层或各种分子的表面改性被用来改善其表面特性。尽管如此，这些技术要么持续时间非常有限，要么实验过程非常复杂。本研究通过制备亲水疏水性氨基酸共轭自组装单层( SAMs )，在细胞-基底界面增强相互作用，成功实现了PDMS的简单、一步表面改性。利用核磁共振氢谱( 1H NMR )确定了组氨酸和亮氨酸共轭( 3 -氨丙基) -三乙氧基硅烷( His-APTES和Leu - APTES )的合成方法，并通过X射线光电子能谱( XPS )分析和水接触角( WCA )测定研究了SAMs修饰PDMS的最佳条件。结果表明，两种SAMs均能增强细胞的体外行为。此外，亲水性His-APTES修饰为成骨细胞成熟提供了优越的环境，具有较高的碱性磷酸酶活性和矿化作用。由于这些SAMs的组氨酸、亮氨酸和官能团自然存在于生物体系中，用它们修饰PDMS增加了其细胞-基底表面的仿生性能。本研究建立了一种成功的PDMS修饰方法用于体外细胞研究，为微流控、细胞治疗或药物研究等领域的潜在应用提供了一种仿生、简便的程序。

柔性压力传感器的开发对于未来可穿戴电子设备的改进至关重要，可穿戴电子设备设计的检测动态人体运动。本研究将聚二甲基硅氧烷( PDMS )与离子液体( IL )结合使用，得到了一种新型的压力传感器，其力敏特性得到显著改善。采用高电导率IL作为弹性体的增敏组分，考察IL用量对弹性体压敏性能的影响。每百份含70份橡胶(份) IL的弹性体表现出优异的压敏性能。这种新型压力传感器在0 ~ 10   k Pa的大压力区域表现出较高的线性灵敏度( 0.037 k Pa-1 )。响应时间和恢复时间分别为8和11   ms，远短于以往报道。此外，压力传感器可以在0 ~ 50   k Pa的压力范围内通过稳定的传感信号区分不同的压力。新型压力传感器的优良性能在健康监测、软机器人学等各个领域具有应用潜力。

近十年来，微流控芯片上肠模型作为研究健康和疾病中肠道功能的新平台不断出现。这些微生理系统以机械线索的形式或通过多种细胞类型和/或肠道微生物素的掺入，增加了微环境背景，从而更好地反映了肠道的结构和生理。本文综述了目前的芯片上肠模型，区分了基于细胞或类器官的模型和应用体外组织活检的模型，以及芯片上肠模型在研究宿主-微生物相互作用和肠道疾病方面的进展和需要克服的障碍。

聚二甲基硅氧烷( PDMS )是制作微流控器件的基准。流体芯片可以通过多种方法生产，包括软光刻、剥离和打印以及冲压。为此，人们对改性PDMS前驱体及其它高分子化学进行了探索。但是，在许多情况下，PDMS的使用可能会被采纳，默认情况下，不必质疑它是否是预期结果的最理想材料。在这里，重点是围绕PDMS化学的独特性和局限性，对其在微流控器件制造中的应用产生批判性的认识。将基于PDMS的材料与在微流控领域发现的与它们作为潜在PDMS替代品使用相关的数据相对较少的替代品进行对比。我们从设计微流控应用的下一代材料方面来评价我们在哪里。此外，本文希望通过突出微流控材料选择中最重要的结构/性能关系来帮助微流控研究者。

如今，聚二甲基硅氧烷( PDMS )广泛应用于医疗和工业应用。在PDMS中通常采用光刻工艺来制造微通道，这种工艺遇到了制造时间和成本较高等几个限制。本研究首次通过电化学放电加工( ECDM )，考察了工具特性(距离、几何尺寸和直径)和电解液性质(温度和类型)对PDMS上创建的微通道表面质量、表面粗糙度和尺寸精度的影响。该结果说明了ECDM在光刻形成质量相近的沟道方面的能力。此外，已有研究表明，增加刀具/工件距离会导致表面粗糙度增加，同时由于颗粒行程较长，与工件表面碰撞后的能量增加，导致沟槽表面质量变差。结果表明，将上述距离从20 μ m增加到150 μ m后，表面粗糙度增加了356 %。此外，通过使用凹槽工具而不是简单工具，将在工具附近形成较厚的气膜，从而强化杂散火花，从而增加材料去除面积。进一步，电解液温度从25  ℃升高到65  ℃，表面粗糙度从0.109增加到0.140  μm。此外，减小20 %，表面粗糙度和微通道宽度分别减小33 %和3 %。

表面性质对生物材料如何与环境相互作用起着关键作用。表面形貌在一些研究中也有报道有影响，尽管其作用仍未很好阐明。本研究通过化学腐蚀的中间表面制备了纳米粗糙化聚二甲基硅氧烷( PDMS )基底。此外，将含有10 ~ 30个 μm直径微柱的PDMS基底逐层功能化壳聚糖( CHI )和透明质酸( HA )多层膜，提交PC3肿瘤细胞黏附实验。利用原子力显微镜( AFM )对这些基底进行了表征，并估算了一些粗糙度参数。通过对形貌的统计描述，我们考察了这些表面参数对PC3细胞黏附的影响。AFM结果显示PDMS表面形貌发生了明显的改变，细胞粘附实验表明光滑的表面诱导PC3细胞粘附，尤其是Hurst指数高的表面。除了AFM分析外，还通过接触角和紫外可见测量监测了LbL功能化基底的表面修饰情况。功能化基底的润湿性改善和显著的Alcian Blue吸光度表明HA / CHI薄膜沉积成功。LbL功能化提高了PDMS基底的细胞捕获电位，其中较小直径的微柱有利于细胞的黏附机制。尽管仍需要做大量工作，但这些发现推动了对纳米分形粗糙度在细胞粘附中作用的基本认识的进展，并有助于开发在生物传感器等生物医学系统中应用的新型生物材料。

高效、环保地净化有毒污染物产生的废水，无论对科学还是工业都是严峻的挑战。最有前途的方法之一是光催化驱动的化学降解有机污染物形成无毒气体。当光催化剂以细粉的形式使用时，可以达到很高的效率。然而，这就产生了一个新的问题，即光催化粒子的过滤和从正在净化的水中分离。我们演示了聚二甲基硅氧烷( PDMS )如何参与各种构型的光催化材料的制备，例如。PDMS作为光催化剂颗粒包埋的载体，不透水或多孔PDMS作为表面负载型光催化剂的载体，或者PDMS以薄涂层的形式与光催化剂化学键合，可以帮助克服粉末光催化剂的局限性，提高光催化效率。PDMS的光学透明性、易制备性、材料的基本性能微调性、化学稳定性、生态友好性等一系列特性使得PDMS在制备光催化剂复合材料方面优于其他的候选材料。

研究了苯基甲基硅油( PSO )添加量和黏度对聚二甲基硅氧烷( PDMS )污垢释放涂层的影响，并对涂层的表面性能、力学性能、防污减阻性能进行了研究。同时还研究了涂层的基本性能对防污减阻性能的影响。随后，通过Navicula Tenera和细菌黏附试验研究了涂层的防污性能。因此，PSO涂料的高含量具有较高的犯规去除率。将PSO掺入涂料中，可以降低涂料的弹性模量和表面能，降低其相对附着系数( RAF )，RAF越低，涂料的防污效果越好。通过转矩选择实验对涂层的减阻性能进行了验证，结果表明，在涂料中掺入PSO可以增强涂层的伸长率和疏水性，从而提高涂层的减阻率。

常规的碳酸盐基液体电解质存在着易燃易漏的安全问题。因此，开发锂离子电池替代电解质至关重要，固体聚合物电解质( SPEs )作为一种潜在的候选电解质，具有更高的安全性能，但要广泛应用其性能还有待提高。在此，我们制备了一系列由聚乙二醇二丙烯酸酯( PEGDA )、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯( ETPTA )和锂盐( LiTFSI )组成的紫外-光交联柔性SPEs，聚硅氧烷由于其独特的性能，如降低玻璃化转变温度( Tg )、提高柔韧性和便于锂离子传输等，使其成为制备SPEs的研究热点。尽管锂盐含量较高，但由于其网络结构、极性官能团的存在以及非晶态结构的存在，可以在没有任何支撑骨架的情况下获得柔性和力学性能优异的透明SPEs。在室温和80 ° C下制备的交联SPEs的最高离子电导率分别为1.75 × 10-6 S cm-1和1.07 × 10-4 S cm-1。该交联SPEs具有稳定的镀锂/剥离能力和良好的金属锂相容性，在较宽的电位范围内具有较高的电化学稳定性，可应用于高压锂离子电池。