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纳米材料结合3D打印在原位诊断与处理中的应用

发布时间:2020-04-13 12:42
【摘要】:以菠萝蜜、甘蔗和芹菜为例,本篇硕士论文系统研究了具有固有结构各向异性的天然提取气凝胶的制备和应用。借助纳米改性,发现银纳米颗粒修饰的菠萝蜜气凝胶的双向/液体电流导向能力。将这种有趣的材料作为3D打印可穿戴设备的核心部件,用于智能伤口管理。本课题所制备的超轻(10g)可穿戴设备可连续自动清理脓液,实现伤口预警和三重抗菌。为了进一步增强各向异性,本课题又深入研究了以银纳米颗粒为种子合成银纳米线编织网负载在气凝胶上,使其具有广谱抗菌活性、近红外响应升温、缓冲和压电等多项有价值的性能。借助3D打印技术,这种多功能材料可以作为一种超轻型生理活动监测器,实现对不同生理活动的可视化监测。本课题首次将自然界的精巧结构与气凝胶的制备相结合,并借助3D打印技术,将气凝胶材料的应用范围,拓宽到了生物医用的一些细分领域。
【图文】:

示意图,伤口,智能,管理系统


智能伤口管理系统的组成结构示意图及其主要作用

菠萝蜜,甘蔗,管道,纤维


2.3结果与讨论2.3.1气凝胶宏观及微观形貌我们注意到日常生活中的菠萝蜜和甘蔗存在独特的“管道”型结构(图2.2a-b)。不同于均质结构的气凝胶,用 500 倍数字显微镜(图 2.2c-d)及 SEM图像(图 2.2e-f)都展示出菠萝蜜和甘蔗特殊的结构各向异性。将其制备成菠萝蜜气凝胶(jackfruit aerogel)(JFA)和甘蔗气凝胶(sugarcane aerogel)(SA)后仍然保持了这种天然结构各向异性(图 2.3a-b)。箭头所指方向是天然生长的条纹方向。经计算,SA 的密度仅为 0.0612 g/cm3,JFA 的密度甚至低于 0.0383 g/cm3。从扫描电子显微镜(SEM)图中可观察到多孔网络结构(图 2.3c-f),证明了 JFA和 SA 是理想的高效吸附材料。通过氮气吸附脱附数据表明,JFA 的比表面积大于 SA(图 2.4)。通过以下方程计算 JFA 和 SA 的孔隙度:Ρa = (1 ) × 100% (1)ρa 是 JFA 和 SA 的密度,,ρc 是无定型碳的密度,JFA 的孔隙度达 98%
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:R318.08;TB383.1

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本文编号:2626008

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