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[专利] 发明专利 CN201910853066.8
浙江大学 2020-01-10
摘要:本发明公开了一种高强韧仿生肌肉水凝胶材料,所述高强韧仿生肌肉水凝胶材料包括10~40wt%的磷酸钙纳米簇和60~90wt%的有机物,所述有机物包括聚乙烯醇和海藻酸钠,所述聚乙烯醇和海藻酸钠的质量比为8:1~3:1。本发明还公开了一种高强韧仿生肌肉水凝胶材料的制备方法和在软体机器人或生物组织工程领域上的应用。本发明提供的仿生肌肉水凝胶材料具有高强度和高韧性;提供的制备方法为构建具有分级有序结构的有机‑无机复合水凝胶提出了新的制备策略,所制备的类肌肉水凝胶在软体机器人,生物组织工程领域具有巨大的应用前景。
[专利] 发明专利 CN201910412850.5
浙江大学 2019-08-30
摘要:本发明公开了一种应力响应的多色彩变化的复合薄膜材料,复合薄膜包括50~90wt%的有机物和10~50wt%的磷酸钙纳米簇,所述有机物包括聚乙烯醇和海藻酸钠,所述聚乙烯醇和海藻酸钠的质量比为3~9:1。本发明还公开了一种制备应力响应的多色彩变化的复合薄膜材料的方法:(1)使用磷酸钙纳米簇作为无机单元前驱体,先后加入海藻酸钠水溶液和聚乙烯醇水溶液,通过乳液蒸发诱导自组装法制备各向同性的复合薄膜。本发明提供的复合薄膜现出优异的韧性,可以卷曲、折叠和具有较高的力学承载能力,具有优异的弹性。在正交偏振光系统下具有可逆的高度灵敏的色彩变化,可应用于光学器件、传感器或信息存储材料。
[专利] 发明专利 CN201910412870.2
浙江大学 2019-08-23
摘要:本发明公开了一种一种高强度有机‑无机均相复合材料,所述复合材料包括70wt%~90wt%的聚丙烯酰胺和10~30wt%的磷酸钙离子复合物。本发明还公开了一种制备高强度有机‑无机均相复合材料的方法,所述制备方法为:(1)在丙烯酰胺水溶液中加入磷酸钙离子复合物,再加入N,N‑亚甲基双丙稀酰胺的乙醇溶液,得到混合乳液;(2)通入氮气以除去混合乳液中的氧气;(3)再加入过硫酸铵作为引发剂,加入N,N,N',N'‑四甲基乙二胺作为催化剂,通过自由基引发乳液聚合,得到有机‑无机均相固体凝胶;离心和干燥后得到有机‑无机均相复合材料。本发明提供的有机‑无机均相复合材料具有优异的硬度与弹性模量,可以用作透明光学器件和高强度结构材料。
[专利] 发明专利 CN201910414859.X
浙江大学 2019-08-13
摘要:本发明公开了一种高强韧有机‑无机复合宏观纤维材料,高强韧有机‑无机复合宏观纤维材料包括60~95wt%的有机物和5~40wt%的磷酸钙纳米簇,有机物包括聚乙烯醇和海藻酸钠,所述聚乙烯醇和海藻酸钠的质量比为6:1。本发明还公开了一种制备高强韧有机‑无机复合宏观纤维材料的方法:(1)使用磷酸钙纳米簇作为无机单元前驱体,先后加入海藻酸钠水溶液,和聚乙烯醇水溶液,通过乳液蒸发诱导自组装法制备各向同性的复合薄膜;(2)对步骤(1)制备的各向同性的复合薄膜进行湿拉和湿捻,得到复合宏观纤维。本发明提供的复合宏观纤维现出优异的韧性和强度,可以卷曲、打结和具有较高的力学承载能力;可应用在柔韧防弹织物、绳索或高强度结构材料上。
[专利] 发明专利 CN201910236054.0
浙江大学 2019-05-31
摘要:本发明公开了一种单晶方解石的修复方法,所述修复方法包括以下步骤:(1)将碳酸钙离子团簇溶液通过高速离心分离后得到胶状物质,并用乙醇洗涤后将胶状物质重新分散于乙醇,超声处理后得到修复液;(2)将待修复单晶方解石固定于匀胶机上,用微量进样器向待修复表面滴加修复液,直至形成平整的平面;(3)将待修复单晶方解石转移至加热台,待修复表面朝上,进行梯度升温后恒温,碳酸钙离子团簇有序结晶生成单晶方解石,得到单晶方解石的表面修复层。本发明提供的修复方法可以使单晶方解石表面微米、纳米尺度的缺损得到相同组成的填充,且填充的方解石取向、结构与待修复基底完全一致。
[专利] 发明专利 CN201910068395.1
浙江大学 2019-05-07
摘要:本发明公开了一种磷酸钙纳米簇的制备方法,包括:将水溶性钙盐和聚天冬氨酸溶于水中,得到溶液A,水溶性钙盐和聚天冬氨酸的质量比为1:0.1~15;将水溶性磷酸盐和聚丙烯酸溶于水中,得到溶液B,水溶性磷酸盐和聚丙烯酸的质量比为1:0.1~15;将溶液A与溶液B缓慢混合并调节pH=7~8,得到磷酸钙纳米簇。上述制备方法操作简单、原料易得、成本低廉、易于重复。本发明又提供了一种根据上述制备方法制备得到的磷酸钙纳米簇,为无定形态的凝胶状物质,粒径约为1nm。本发明还提供了一种根据所述的磷酸钙纳米簇在制备修复骨质疏松的药物中的应用。
[专利] 发明专利 CN201811579720.2
浙江大学 2019-03-26
摘要:本发明公开了一种溶剂法制备碳酸氢钙粉末的方法,包括以下步骤:(1)在相对介电常数小于50的溶剂中加入钙盐,得到含有钙离子的溶液A,溶液A中钙离子的浓度为1‑140mmol/L;(2)在相对介电常数小于50的溶剂中加入碱性物质,得到溶液B,溶液B中碱性物质与步骤(1)中钙盐的摩尔比为0.5‑4:1;(3)将溶液A和溶液B混合后,通入二氧化碳气体,待生成碳酸氢钙的白色浑浊液后离心或过滤,溶剂挥发后得到纯度至少为95%的碳酸氢钙粉末。本发明提供的制备方法可以一步法快速制备碳酸氢钙,解决了溶液中难以合成碳酸氢钙的问题;并且制备的碳酸氢钙的纯度至少为95%。
[期刊论文] 姚沙沙 刘昭明 唐睿康
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CSTPCD 北大核心 SCI
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[专利] 发明专利 CN201710486462.2
浙江大学 2017-11-14
摘要:本发明提供了一种类牙釉结构羟基磷灰石及其制备方法,以磷酸钙聚合离子为前驱体,通过这种前驱体制备在牙釉质表面的形成类牙釉结构羟基磷灰石。该类牙釉结构羟基磷灰石用作牙釉质的修复材料,可实现浅龋中牙釉质结构的快速修复,修复的结构有序性和取向与待修复牙釉质完全一致,并且修复后的釉质力学性能与天然釉质一致。
[专利] 发明专利 CN201710486463.7
浙江大学 2017-09-29
摘要:本发明公开了一种无机聚离子团簇的制备方法,包括:将无机盐溶解于相对介电常数≤35的溶剂中,以有机小分子胺类化合物为封端剂,加入无机酸或有机酸,静置,离心分离得具有流动性的无机聚离子团簇。所得无机聚离子团簇为具有纳米级尺寸的部分支化的线状聚离子团簇,具有一定的流动性,通过去除无机聚离子团簇中的封端分子,可以使无机聚离子团簇发生聚合,从而用于制备毫米级尺度的连续块体、片状的无定形或结晶材料,实现块体、无机膜、介孔、涂层及3D打印材料的合成。
摘要:晶体的成核与生长是材料学科的重要研究方向,传统晶体生长模型是基于离子-离子(ion-by-ion)的形核生长而进行构建,但越来越多的证据表明晶体还可以通过晶粒聚集(aggregation based crystal growth)的方式实现生长。
[博士论文] 刘昭明
物理化学 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:近年来有关生物矿化的研究表明晶体的形成有时并不遵循传统晶体生长机制,即离子-离子键合的生长模式。相对地,以离子团簇、液滴、无定形相、纳米颗粒为前驱相的非传统晶体生长机制正在被逐步认识。本文研究了仿生矿化体系中晶体生长的机理,并通过对机理的理解实现相关的应用。研究涉及纳米颗粒的聚集生长及有序化;相变通路的调控;通过电离度调控获得晶体生长与溶解的开关,用于二氧化碳捕获与释放;利用封端机制提出聚离子团簇的通用制备方法,并实现大块连续材料的制备及牙釉质的结构性修复;生物矿物的溶解特性对生物体的影响。
  本研究主要内容包括:⑴通过建立纳米球霰石颗粒聚集生长体系,发现纳米球霰石晶体起先以无序聚集的形式在晶体表面形成无序的生长前沿。无序的外层进而对晶体内部产生的压力会诱导无序层通过晶界迁移机制有序化,并最终实现单晶的生长。通过对有序化速率和外部压力关系的拟合与预测,加深对这种有序化机制的理解。这种现象的发现可以为生物矿化中单晶矿物的形成机制提供参考,加强了基于纳米颗粒聚集生长形式的理解,为单晶材料的制备提供新思路。⑵通过原位透射电镜研究无定形碳酸钙向方解石相转变的过程,并揭示无定形相相变通路的调控机制。在不同添加剂的存在下,无定形碳酸钙物相会得到稳定,但是机制并不相同。其中镁离子更能调控无定形碳酸钙以溶解-再结晶或固态相变形成方解石这两种相变途径。通过对调节机制的深入研究,发现镁离子会影响无定形碳酸钙物相中的含水量,从而影响方解石的成核位点,进而调节相变通路。通过固态相变形成的晶体能保持原有无定形相时的形貌。以此机理,可以制备具有非常规形貌的方解石单晶颗粒。这种机制的发现有助于对生物矿化机制有深入的理解。同时可以为制备形貌复杂的材料及功能材料的合成提供指导。⑶通过利用电离度可调的电解质混合溶液体系,实现常温二氧化碳捕获与释放体系的建立,为解决温室气体的回收问题提供指导。具体通过选用乙酸钙-乙醇-水体系,在高乙醇含量时,乙酸钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和乙酸,实现二氧化碳捕获。之后提高体系中水含量,可以诱导生成的乙酸溶解碳酸钙,从而释放二氧化碳。体系的循环可以通过重新添加乙醇开启。通过对溶剂中乙醇-水比例的调节,实现电解质电离度的调控及二氧化碳循环的调节。⑷通过结合电离度控制机制及聚合物中封端的理论,可以实现生物矿化中碳酸钙和磷酸钙前驱体团簇的稳定,并成功制备大量稳定的,具有液体性质的聚离子团簇。通过表征证明聚离子团簇是一种部分支化、带正电荷且分布不均的线状离子聚合物。NMR证明选用的三乙胺在低介电常数的溶剂中可以对聚离子团簇有效封端,在移除封端的三乙胺后,聚离子团簇会发生聚合反应并形成连续的材料。通过这种方法,可以快速制备大块连续的离子化合物材料。为块体、膜类材料及3D打印材料的合成提供指导。⑸通过使用磷酸钙聚离子团簇,可以实现牙釉质的结构性修复。通过制备磷酸钙聚离子团簇,可以酸蚀的釉质表面快速得到大面积的无定形磷酸钙修复层。由于通过聚离子团簇得到的磷酸钙修复层与酸蚀的釉质表面紧密结合,使无定形相的相变通过固态相变机制实现转化,并最终在釉质的外延实现相同取向的羟基磷灰石的生长,实现快速,大面积及高厚度的结构性修复。通过力学性能表征证明这种结构性的修复可以使酸蚀的釉质获得与天然釉质相似的力学性能。这项应用为牙釉质的结构性修复提供有力的方法,为临床医学中龋齿的治疗提供参考。
[专利] 发明专利 CN201410425789.5
浙江大学 2014-12-10
摘要:本发明公开一种仿生物钙化的二氧化碳捕获与释放方法及其专用溶液。所述溶液包括溶质和混合溶剂,溶质能与二氧化碳反应生成弱酸,且反应可逆;混合溶剂由至少两种具有不同相对介电常数的溶剂混合而成,混合溶剂的相对介电常数在0-50之间。所述方法包括:(1)向所述溶液中通入气体样本,以捕获二氧化碳;(2)将捕获有二氧化碳的溶液调整至混合溶剂的相对介电常数大于54,以释放二氧化碳;(3)重复步骤(1)和(2),循环地进行二氧化碳的捕获与释放。本发明只需调整各溶剂的混合比例,即可在常温常压下实现二氧化碳的捕获与释放,无须加热即可实现二氧化碳的有效释放,具有具备很高的捕获率与释放率,节约能源。
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