本書從Janus材料的理論、設(shè)計(jì)與合成、特性及典型應(yīng)用等方面介紹Janus材料的研究進(jìn)展及面臨的挑戰(zhàn)。內(nèi)容包括:DNA功能化Janus顆粒、微流控可控構(gòu)建Janus顆粒及其應(yīng)用、嵌段共聚物自組裝構(gòu)筑Janus納米顆粒、金基有機(jī)無機(jī)雜化非對稱納米顆粒的制備及其生物學(xué)應(yīng)用、納米顆粒表面活性劑和結(jié)構(gòu)化液體等。
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目錄
序一
序二
前言
第1章 DNA功能化Janus顆!1
1.1 DNA的結(jié)構(gòu)與DNA功能化顆粒 1
1.2 各向同性顆粒的自組裝行為 3
1.3 各向異性顆粒的自組裝行為 8
1.4 不對稱功能化與Janus顆粒的自組裝 10
1.5 Janus顆粒自組裝的理論模型與模擬計(jì)算 17
參考文獻(xiàn) 24
第2章 微流控可控構(gòu)建Janus顆粒及其應(yīng)用 27
2.1 引言 27
2.2 微流控可控制備Janus顆!28
2.2.1 以液滴為模板制備Janus顆!28
2.2.2 通過快速混合納米共沉淀法制備Janus納米顆粒 35
2.3 微流控可控制備Janus顆粒的應(yīng)用 38
2.3.1 Janus顆粒作為顆粒表面活性劑 38
2.3.2 Janus顆粒用于顯示技術(shù) 42
2.3.3 Janus顆粒用于檢測技術(shù) 45
2.4 小結(jié)與展望 46
參考文獻(xiàn) 46
第3章 嵌段共聚物自組裝構(gòu)筑Janus納米顆!50
3.1 引言 50
3.2 嵌段共聚物溶液自組裝與鏈段重排構(gòu)筑Janus納米顆!51
3.3 嵌段共聚物自組裝-交聯(lián)-解組裝構(gòu)筑Janus納米顆!53
3.3.1 本體自組裝-交聯(lián)-解組裝法 53
3.3.2 溶液自組裝-交聯(lián)-解組裝法 54
3.3.3 三維受限組裝-交聯(lián)-解組裝法 55
3.4 界面誘導(dǎo)嵌段共聚物組裝構(gòu)筑Janus納米顆!58
3.4.1 界面誘導(dǎo)吸附-交聯(lián)法 58
3.4.2 中性界面三維受限組裝法 60
3.5 小結(jié)與展望 61
參考文獻(xiàn) 62
第4章 乳液法制備Janus顆!65
4.1 引言 65
4.2 種子乳液法 66
4.2.1 種子乳液聚合機(jī)理 66
4.2.2 基于種子乳液聚合制備聚合物-聚合物Janus顆粒 68
4.2.3 基于種子乳液聚合制備聚合物-無機(jī)物Janus顆!75
4.3 乳液中受限相分離法 78
4.3.1 分散相揮發(fā)誘導(dǎo)相分離 78
4.3.2 聚合反應(yīng)誘導(dǎo)相分離 81
4.3.3 Janus乳液 84
4.4 乳液界面誘導(dǎo)分區(qū)材料化 86
4.4.1 功能化Janus納米片制備 86
4.4.2 基于Janus納米片的高分子共混體系增強(qiáng) 89
4.5 小結(jié)與展望 91
參考文獻(xiàn) 91
第5章 分子內(nèi)交聯(lián)制備Janus納米顆粒 97
5.1 單鏈納米顆!97
5.1.1 引言 97
5.1.2 SCNPs的制備方法 99
5.1.3 SCNPs的形貌 111
5.1.4 SCNPs的應(yīng)用 112
5.2 單官能團(tuán)無機(jī)顆粒的接枝 115
5.2.1 無模板法 118
5.2.2 固相合成 118
5.2.3 快速終止法 119
5.2.4 ssDNA-Au 120
參考文獻(xiàn) 121
第6章 金基有機(jī)無機(jī)雜化非對稱納米顆粒的制備及其生物學(xué)應(yīng)用 128
6.1 引言 128
6.1.1 非對稱顆!128
6.1.2 Au基非對稱納米顆!128
6.2 Au基非對稱納米顆粒的種類及制備 129
6.2.1 基于小分子配體的Au基非對稱納米顆!129
6.2.2 基于聚合物配體的Au基非對稱納米顆!132
6.2.3 基于DNA的Au基非對稱納米顆!137
6.2.4 Au基非對稱囊泡 139
6.3 性質(zhì)與應(yīng)用 141
6.3.1 自組裝構(gòu)筑新結(jié)構(gòu) 141
6.3.2 生物成像及傳感 143
6.3.3 光熱治療 146
6.3.4 自推進(jìn)式納米馬達(dá) 147
6.3.5 催化及其他 149
6.4 小結(jié)與展望 149
參考文獻(xiàn) 150
第7章 納米顆粒表面活性劑和結(jié)構(gòu)化液體 156
7.1 引言 156
7.2 納米顆粒液/液界面自組裝及堵塞行為 156
7.2.1 納米顆粒液/液界面自組裝 156
7.2.2 納米顆粒液/液界面堵塞行為 160
7.3 納米顆粒表面活性劑 162
7.3.1 納米顆粒表面活性劑的概念 162
7.3.2 納米顆粒表面活性劑的影響因素 164
7.4 基于納米顆粒表面活性劑構(gòu)筑結(jié)構(gòu)化液體 166
7.4.1 雙連續(xù)型乳液凝膠的剪切制備 166
7.4.2 全液相模塑成型 169
7.4.3 全液相3D打印 171
7.5 納米顆粒表面活性劑的應(yīng)用 173
7.5.1 全液相“芯片實(shí)驗(yàn)室” 173
7.5.2 Pickering乳液及多孔材料 176
7.5.3 鐵磁性液體 179
7.6 聚電解質(zhì)表面活性劑 182
7.7 Janus納米顆粒的堵塞行為 184
7.8 小結(jié)與展望 188
參考文獻(xiàn) 189
第8章 Janus材料在聚合物共混體系中的應(yīng)用 194
8.1 聚合物共混體系的相分離行為 194
8.1.1 聚合物共混體系的形態(tài)結(jié)構(gòu) 194
8.1.2 聚合物共混體系的相分離動(dòng)力學(xué) 195
8.1.3 聚合物共混體系的界面及界面效應(yīng) 196
8.2 Janus材料 197
8.2.1 Janus材料概述 197
8.2.2 聚合物刷Janus材料的制備 198
8.3 Janus材料在聚合物共混體系中的應(yīng)用 201
8.3.1 界面增容 201
8.3.2 增強(qiáng)增韌 208
8.4 小結(jié)與展望 212
參考文獻(xiàn) 213
第9章 Janus膠體的乳液界面組裝及其應(yīng)用 216
9.1 引言 216
9.2 界面自組裝 216
9.2.1 球形Janus膠粒的界面組裝 218
9.2.2 啞鈴形Janus膠粒的界面組裝 221
9.2.3 Janus納米片的界面組裝 223
9.3 構(gòu)筑微膠囊功能材料 226
9.4 催化應(yīng)用 227
9.4.1 調(diào)控反應(yīng)活性 227
9.4.2 調(diào)控反應(yīng)選擇性 231
9.4.3 串聯(lián)催化 233
9.4.4 光催化 234
9.4.5 其他應(yīng)用 236
9.5 小結(jié)與展望 238
參考文獻(xiàn) 239
第10章 Janus膠體馬達(dá) 242
10.1 引言 242
10.2 Janus膠體馬達(dá)的制備方法 244
10.2.1 自組裝 244
10.2.2 物理氣相沉積 246
10.2.3 電化學(xué)沉積 248
10.2.4 其他Janus膠體馬達(dá)制備技術(shù) 249
10.3 Janus膠體馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)方式 249
10.3.1 化學(xué)驅(qū)動(dòng) 250
10.3.2 光驅(qū)動(dòng) 257
10.3.3 磁場驅(qū)動(dòng) 258
10.3.4 超聲場驅(qū)動(dòng) 259
10.3.5 混合場驅(qū)動(dòng) 260
10.4 Janus膠體馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)控制策略 260
10.4.1 運(yùn)動(dòng)速度控制 261
10.4.2 運(yùn)動(dòng)方向控制 261
10.4.3 運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)/停止控制 263
10.4.4 集群行為控制 265
10.5 Janus膠體馬達(dá)的應(yīng)用 268
10.5.1 Janus膠體馬達(dá)在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 268
10.5.2 Janus膠體馬達(dá)在環(huán)境治理領(lǐng)域的應(yīng)用 270
10.5.3 納米工程 272
10.6 小結(jié)與展望 272
參考文獻(xiàn) 274