电沉积技术制备纳米银/生物多糖复合材料的研究开题报告
2020-04-25 20:22:47
1. 研究目的与意义(文献综述)
随着能源危机、环境危机的日益加深,具有环境友好、绿色、可再生等性能特点的天然高分子材料引起了社会上越来越多的关注,天然高分子材料的研究与开发将为社会的可持续发展提供强有力的支持和保障[1-3]。天然高分子材料(例如生物多糖、蛋白质类物质)广泛存在于自然界中,具有良好的生物相容性、生物降解性以及无毒副作用等性能和优点,在生物医用领域有着十分广泛的应用。然而,有些天然高分子材料也存在着一些性能不足之处,例如天然高分子明胶材料在力学性能和抗菌性能方面存在不足。为了改善天然高分子的性能缺陷,可以利用天然高分子材料具有多种反应活性基团的特点,通过对天然高分子材料进行化学修饰制备出不同类型的新型复合材料,以获得综合性能更加优异的材料用来满足更多不同的使用需求[4,5]。
纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,与普通大颗粒材料相比,呈现出许多传统材料所不具备的物理、化学性质[6]。其中,纳米银作为被广泛使用的纳米材料,具有独特的光电、热磁、催化等性能,在传感器、催化反应、防止静电等方面得到了较好的应用[7,8]。更重要的是,纳米银由于在抗菌性能方面表现出了良好的广谱性、强效性,以及良好的持久能力[9]。使其在生物医药(植入材料、伤口敷料)材料方面具有良好的使用价值。因此制备纳米银与天然高分子复合材料,可以实现性能互补,有效改善了天然高分子材料的抗菌性能、力学性能、导电性能等性能[10-12]
此外,在纳米银为天然生物高分子材料带来性能上的提升的同时,天然生物高分子由于其环境友好的性质,也为纳米银的制备提供了一种绿色合成方法。曹洁明等[13]首次利用具有还原性的葡聚糖、糊精为稳定剂,在水溶液中合成了纳米银粒子。在该过程中,对于纳米银的形成,天然生物高分子具有双重作用,即作为银离子的还原剂和反应的稳定剂,使得纳米银的制备不再过于依赖于有机溶剂和有毒的还原剂。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备:以银片为阳极,铂片为阴极,对选用的多糖类生物大分子分别进行电沉积,并选择出可用于此类电沉积的生物多糖。
电沉积条件研究:研究电沉积条件(电沉积时间、沉积电压)对生物多糖/纳米银电沉积的影响。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-8周:按照设计方案,利用生物多糖制备纳米银,并对纳米银/生物多糖复合物的性能、结构以及纳米银的粒径等性能进行表征分析。
第9-12周:纳米银/生物多糖复合物的应用研究,并对实验数据记录、分析及处理。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]裴莹,郑学晶,汤克勇.胶原及明胶基天然高分子复合材料研究进展[j].高分子通报,2010(02):58-68.
[2]杨立群,张黎明.天然生物医用高分子材料的研究进展[j].中国医疗器械信息,2009,15(05):21-27.
[3]汪怿翔,张俐娜.天然高分子材料研究进展[j].高分子通报,2008(07):66-76.
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