用表面张力法研究了阳离子gemini表面活性剂乙基-1, 2-双(十二烷基二甲基溴化铵)(简写为12-2-12)和非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯醚(C₁₂E_n,其中n = 4, 10, 23)混合体系在气液界面上的吸附行为;用扩张流变技术研究了吸附膜的扩张粘弹行为,实验数据用Lucassen-van den Tempel (LVT)模型进行拟合并根据模型得到了极限弹性值.最后研究了混合体系的泡沫行为,用泡沫塌陷到初始高度一半所对应的时间(t_1/2)来表征泡沫的稳定性.结果表明,所有的非离子表面活性剂C₁₂E_n均与12-2-12产生了吸引作用.在12-2-12浓度相同的情况下,混合吸附层中吸附分子的最小分子占据面积的顺序为12-2-12/C₁₂E₂₃ > 12-2-12/C₁₂E₁₀ > 12-2-12/C₁₂E₄,而极限弹性的顺序为ε_{0, fit}(12-2-12/C₁₂E₄) > ε_{0, fit}(12-2-12/C₁₂E₁₀) > ε_{0, fit}(12-2-12/C₁₂E₂₃).与单组分12-2-12形成的吸附膜相比,只有12-2-12/C₁₂E₄形成更加紧密的结构.具有较小亲水头基的非离子表面活性剂C₁₂E₄的加入,可增强12-2-12吸附膜的弹性,进而增强了对应体系泡沫的稳定性.

采用流变测试技术考察了两种阴离子表面活性剂油酸钠(NaOA)和芥酸钠(NaOEr)在四丁基溴化铵(TBAB)和KCl诱导下构筑蠕虫状胶束的行为.随着KCl浓度增加, NaOA水溶液粘度增加,而加入TBAB使NaOA-KCl样品的粘度持续降低.与之相反, TBAB浓度的增加却使NaOEr-KCl样品的粘度大幅度增强.此外, NaOEr分子比NaOA表现出更强的形成胶束的能力,构成粘弹性蠕虫状胶束所需表面活性剂浓度和盐浓度更少.本文采用TBAB和KCl两种盐协同诱导NaOEr,制备了具有强粘弹性的阴离子蠕虫状胶束,探讨了盐TBAB/KCl对长链阴离子表面活性剂构筑蠕虫状胶束的影响机理.

利用座滴法研究了两性离子表面活性剂苄基取代烷基羧基甜菜碱(BCB)和苄基取代烷基磺基甜菜碱(BSB)在聚四氟乙烯(PTFE)表面上的润湿性质,考察了表面活性剂浓度对接触角的影响趋势,并讨论了粘附张力、固-液界面张力和粘附功的变化规律.研究发现,在低浓度时,表面活性剂通过疏水作用吸附到PTFE表面,疏水链苄基取代支链化使其在固-液界面上的吸附明显低于气-液界面,接触角在很大的范围内保持不变.当体相浓度增加到大于临界胶束浓度(cmc)时, BCB和BSB分子在固-液界面上继续吸附,分子逐渐直立,造成PTFE-液体之间的界面张力(γ_SL)进一步降低,表面亲水性增加,接触角随浓度增加明显降低;另一方面, BSB由于具有较大的极性头,在高浓度时空间阻碍作用明显,导致其对PTFE表面润湿性改变程度小于BCB.

利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法,由单体2-(2-甲氧基乙氧基)甲基丙烯酸乙酯(MEO₂MA)和寡聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯(OEGMA, M_n = 500 g·mol^-1)合成了无规共聚物P(MEO₂MA-co-OEGMA).并采用动态光散射(DLS)、紫外光谱及透射电子显微镜(TEM)等技术考察聚合物在水溶液中的温度响应性聚集行为,获得其在水溶液中的最低临界溶解温度(LCST)及其随组成的变化规律.结果表明,该聚合物具有良好且可逆的温度响应行为,这主要归因于聚合物与水分子之间氢键作用,及其分子本身疏水作用之间为了保持一种微妙的动态平衡而自发对聚集形态进行的“自我调整”,从而达到新的热力学平衡状态的结果.该聚合物的LCST与聚合物中单体OEGMA所占的摩尔比例呈线性关系,可以通过改变单体的摩尔配比实现对聚合物LCST的调控.

本文提出液晶/水界面上氢键作用可以诱导热致型液晶(戊基联苯氰,简称: 5CB)发生取向转变.当液晶5CB膜接触酚类(如对硝基苯酚)水溶液的时候,由于酚类物质的酚羟基与液晶5CB分子中的氰基在液晶水界面上形成了氢键,在氢键的作用下使得液晶5CB由平行取向转变成了垂直取向.此外,还利用了液晶传感器可视化了酚类物质与牛血清蛋白(BSA)之间的相互作用.本文的研究结果可为研究液晶/水界面上的界面现象提供新的思路,并且有望开发出基于氢键作用的液晶生物化学传感技术.

脂肪酸囊泡(FAV)具有与脂质体类似的中空核壳结构, 且原料来源广泛, 绿色安全, 在包埋/缓释方面有重要意义. 但FAV对pH值依赖性强, pH窗口很窄并偏离生命体系适应pH范围, 限制了其作为包埋/缓释体在日用化学品及外用药等中的应用. 本文用绿色安全非离子表面活性剂烷基糖苷(APG)使共轭亚油酸(CLA)形成FAV的pH窗口从原先的8.0-9.0 迁移并扩张至6.0-8.0, 从而与生命体系适应pH值范围相匹配, 并探讨了改善FAV的pH值依赖性和敏感性的原理.

为阐明脂肽分子烷基链长及肽链电荷分布对其自组装及水凝胶化的影响, 设计合成了C_nV₃K₂ (n=12, 14, 16) 和C_mKV₃K (m=14, 16)两个系列的脂肽分子. 原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)结果表明, 两个系列的脂肽分子都可以自组装成一维纳米带结构. 圆二色(CD)光谱结果表明, C_nV₃K₂系列自组装体的二级结构为β折叠; C_mKV₃K系列自组装体中包括α螺旋和β折叠两种二级结构, 其中C14KV3K的α螺旋结构较多, C16KV3K的β折叠结构占优. 烷基链疏水作用的增强会抑制β折叠结构侧向堆积, 使纳米带随烷基链的变长而变窄; 电荷分布于肽链部分的两端有利于纳米带结构的侧向生长. 流变性测试结果表明, 在浓度10 mmol·L^-1、pH 8.4下, 脂肽分子可以形成自支撑水凝胶, 相比烷基链长度, 肽链部分的电荷分布对水凝胶性能影响更大.

研究了温度对碱木质素(AL)的微结构及物理化学性质的影响. 在20-60 ℃范围内, 采用表面电荷仪、动态光散射、zeta 电位仪、粘度计、表面张力仪、石英晶体微天平、紫外和荧光等仪器, 研究了AL在碱性溶液中的分子聚集形态、表面带电情况、亲疏水特性、溶液特性粘度以及AL在气液和液固界面上的吸附等性质. 结果表明, AL溶液的特性粘度、表面张力以及分子的表面电荷密度都会随温度上升明显降低, 而分子内和分子间聚集作用、分子的疏水性以及在液固界面上的吸附量会随温度上升逐渐增大, zeta 电位绝对值则呈现出先降低后上升然后再降低的趋势. 分析认为, 温度上升会同时降低AL中弱酸性基团的电离程度和AL与水分子间的氢键作用, 这两个因素的变化直接导致了AL微结构和物理化学性质的改变. 温度升高时, 水由AL的良溶剂逐渐变为不良溶剂, 尽管AL通常被视为阴离子表面活性剂, 但其受温度影响时所呈现出的变化规律却更类似于非离子表面活性剂.

基于静电作用, 阴离子表面活性剂可与阳离子聚铵组装形成复合胶束. 借助阳离子聚铵,复合胶束可以作为模板与硅源协同组装, 形成高度有序的介孔二氧化硅. 本文通过调变不同种类阴离子表面活性剂、合成体系pH值、合成温度及阳离子聚铵和硅源用量等因素, 合成了具有不同介观结构和形貌的介孔二氧化硅. 实验证实阴离子表面活性剂/阳离子聚铵复合胶束模板法是合成介孔二氧化硅的一种通用方法.

利用座滴法研究了支链化阳离子表面活性剂十六烷基羟丙基氯化铵(C₁₆GPC)和两性离子表面活性剂十六烷基羧酸甜菜碱(C₁₆GPB)在聚四氟乙烯(PTFE)表面上的吸附机制和润湿性质, 考察了表面活性剂浓度对表面张力、接触角、粘附张力、固液界面张力和粘附功的影响趋势. 研究发现, 低浓度条件下, 表面活性剂疏水支链的多个亚甲基基团与PTFE表面发生相互作用, 分子以平躺的方式吸附到固体界面; 支链化表面活性剂形成胶束的阻碍较大, 浓度大于临界胶束浓度(cmc)时, C₁₆GPC和C₁₆GPB分子在固液界面上继续吸附, 与PTFE作用的亚甲基基团减少, 分子逐渐直立, 固液界面自由能(γ_sl)明显降低. 对于支链化的阳离子和甜菜碱分子, 接触角均在浓度高于cmc后大幅度降低.

通过固相合成法制备了三条疏水端不同的两亲性多肽VVVVVVKKGRGDS (AP1)、C₁₂KKGRGDS(AP2)、FAFAFAKKGRGDS (AP3). 自组装行为研究表明, 三条多肽在中性条件下(pH 7.0)均能形成球形纳米胶束, 透射电子显微镜(TEM)检测其粒径为~30 nm, 动态光散射(DLS)测试其粒径分布均一. 当pH下降为5.0时,肽链AP1的胶束结构被破坏, TEM视野中没有发现任何自组装体, 而肽链AP2和AP3的胶束结构在pH 5.0时依然存在, 但AP2的纳米粒子之间明显发生了部分聚集, 表现为团聚样分布, AP3组装体的粒径明显增大, 形貌变得不规则. DLS测试结果显示, 当pH下降到5.0时, 肽链AP1在1-1000 nm范围内没有出现吸收峰, AP2呈多峰分布, AP3呈宽单峰分布. DLS的测试结果很好地印证了TEM的测试结果. 为了探究三条多肽组装性能不同的二级结构因素, 我们对AP1、AP2和AP3进行了圆二色谱(CD)和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱测试. 结果表明, 三条多肽在中性条件下二级结构中均存在一定含量的β-折叠, 当pH下降到5.0 时, AP1 结构中的β-折叠成分显著下降, 出现部分无规卷曲. AP2和AP3的β-折叠成分虽有变化, 但其CD主峰依然存在. 以姜黄素作为模型药物, 进一步确认AP1 载药胶束的释药行为也具有优良的酸敏感特性. AP1、AP2 和AP3 在酸性条件下自组装行为的不同, 表明调控两亲性多肽的疏水端组成有可能是调控多肽自组装性能的有效手段. AP1组装体有望成为理想的pH响应性载体材料.

利用造纸废液中的碱木素(AL)合成了木质素基偶氮聚合物(AL-azo-COOEt), 并研究其自组装胶体化过程. 木质素偶氮聚合物的成功合成通过核磁共振氢谱(¹H NMR)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和元素分析等表征方法得到证实. 激光光散射(LLS)监测了AL-azo-COOEt的胶体化过程, 自组装形成的胶体球利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和元素分析等进行表征. 结果表明,木质素偶氮聚合物通过疏水聚集作用可以形成规整的实心胶体球, 且为内部较疏水外部较亲水性质的结构. 木质素偶氮聚合物胶体球可以包载疏水性药物阿霉素(DOX), 且其缓释性能可以通过缓冲溶液的pH值来调控.

利用悬挂滴方法研究了系列聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(TweenX)在正癸烷-水界面的扩张流变性质. 实验结果表明, 疏水烷基链长较短的Tween20 分子在界面上吸附量较大, 分子排列更紧密, Tween40 和Tween60具有大致相同的“有效截面积”, 导致饱和吸附时界面张力(γ_cmc)比较接近. TweenX浓度大于临界胶束浓度(cmc)时, 由于Tween20 分子排列的更加紧密, 模量和弹性大于Tween40 和Tween60. 当TweenX的疏水烷基链长达到一定长度时, TweenX的界面膜性质受疏水链长的影响减弱, Tween40和Tween60的扩张参数相差不大.

通过对比碱木质素(AL)和乙酰化碱木质素(ACAL)在四氢呋喃(THF)中溶液行为和物理化学性质的差异, 揭示了乙酰化处理对碱木质素在THF中微结构的影响. 分别采用动态光散射、凝胶渗透色谱(GPC)、透射电子显微镜(TEM)、特性粘度、荧光光谱仪、耗散型石英晶体微天平(QCM-D)和自组装技术等研究了AL和ACAL在聚集形态、聚集机理以及吸附特性等方面的特征. 研究发现, 乙酰化处理会降低碱木质素在THF中的分子间和分子内聚集程度. AL在THF中以单分子和聚集体的形式共同存在, 分子较为蜷曲; ACAL在THF中则更多地是以单分子形式存在而几乎不存在大聚集体, 分子较为伸展, 其流体力学半径要比相同绝对分子量的AL更大.THF中的AL聚集体会在液固界面上发生强烈的吸附, 但ACAL由于与溶剂间的相互作用较强而几乎不会吸附在液固界面上. 由于AL分子在THF中较为蜷曲且吸附能力较强, 因此利用以THF为流动相的GPC直接测量AL的分子量时所得结果并不准确, 为保证GPC的测量结果更加全面可靠, 需要在测量前对碱木质素进行乙酰化处理.

采用界面扩张流变技术研究了季铵盐偶联表面活性剂C₁₂-(CH₂)₂-C₁₂·2Br (Gemini12-2-12)及其与离子液体表面活性剂溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑(C₁₂mimBr)复配体系的动态界面张力、扩张流变性质和界面弛豫过程等, 探讨了C₁₂mimBr 对C₁₂mimBr/Gemini12-2-12 混合体系界面性质的影响及C₁₂mimBr 对Gemini12-2-12界面聚集行为影响的机制. 结果表明, 随着离子液体表面活性剂的不断引入, 体系界面吸附达到平衡所需的时间逐渐缩短, 扩张模量和相角明显降低, 界面吸附膜由粘弹性膜转变为近似纯弹性膜; 同时, 界面及其附近的弛豫过程也发生显著变化, 慢弛豫过程消失, 快弛豫过程占主导地位, 且离子液体浓度越高, 快弛豫的贡献越大. 这些界面性质的变化主要归因于离子液体表面活性剂C₁₂mimBr参与界面形成及两表面活性剂在界面竞争吸附的结果. 少量离子液体表面活性剂C₁₂mimBr 的加入可以填补疏松的Gemini12-2-12 界面上的空位, 形成混合界面吸附膜. 随着C₁₂mimBr 含量的增加, 嵌入界面的C₁₂mimBr 分子数不断增多, 导致界面上相互缠绕的Gemini12-2-12烷基链“解缠”, 在体相和界面分子扩散交换的过程中“解缠”的Gemini12-2-12分子从界面上解吸回到体相, 与此同时, C₁₂mimBr 分子相对较小的空间位阻及较强的疏水作用促使其优先扩散至界面进而取代Gemini12-2-12分子, 最终界面几乎完全被C₁₂mimBr分子所占据.

设计合成了系列单链L-苯丙氨酸衍生物，该系列衍生物单组分没有胶凝性能. 选择脂肪胺作为配对物，与L-苯丙氨酸衍生物组成双组分体系后能够胶凝许多有机溶剂形成凝胶. 流变学测试显示该凝胶体系弹性模量（G’）比粘性模量（G"）约高一个数量级，有着很好的机械性能，并且呈现出典型的类固体的流变学行为. 傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、核磁共振（NMR）谱、小角X射线衍射（SAXS）和扫描电镜（SEM）结果表明，凝胶中胶凝剂分子形成纤维状或片层状的聚集体，羧基（―COOH）和氨基（―NH₂）的酸碱作用、酰胺基团间（―CONH―）的氢键作用以及分子间范德华作用力是形成该凝胶的主要驱动力. 凝胶中胶凝剂分子自组装形成具有周期性的层状有序结构，层状结构进一步组装形成纤维状聚集体，最终形成三维网状结构阻碍溶剂流动形成凝胶.

六重氢键的异互补寡聚芳酰胺双股分子链在自组装过程中表现出极高的顺序专一性. 本文借助扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和动态光散射（DLS）等实验手段，研究了氢键编码顺序为DADDAD-DADDAD的寡聚芳酰胺分子1及异互补分子2（ADAADA-ADAADA）存在下的自组装行为. 实验结果表明，分子1在四氢呋喃/甲醇（体积比为85/15）和单一溶剂丙酮中都能组装成大小均匀的囊泡结构，并且囊泡的尺寸随着溶液浓度的增加而增大；当加入异互补分子2后，囊泡则转变成实心球. 利用荧光显微镜，发现该囊泡能很好地包裹荧光分子（罗丹明B），通过进一步分子结构修饰有可能实现药物包埋和缓释方面的应用.

使用接触角、原子力显微镜（AFM）、静电力显微镜（EFM）和傅里叶变换红外（FTIR）光谱对辛基三乙氧基硅烷（C8TES）/十八烷基三氯硅烷（OTS）均相混合自组装单分子膜（SAM）及其形成过程中样品表面的润湿性、表面形貌、表面电势和膜内分子的有序度进行了表征，对采用分步法利用C8TES分子空间位阻制备C8TES/OTS均相混合SAM的反应机制进行了研究. 结果表明，C8TES/OTS均相混合SAM表面接触角为105°，样品表面平整、光滑；对样品表面电势进行分析后发现，混合SAM表面电势分布均匀，电势频率分布为典型的正态分布；在均相混合SAM的形成过程中，样品表面电势的分布始终十分均匀，电势频率分布均为典型的正态分布；C8TES/OTS均相混合SAM是一种具有上下两层分子排列密度不同的膜结构的单分子膜，其内部结构至少在500 nm×500 nm到20 μm×20 μm尺度上是高度均匀一致的，膜内没有明显的特征结构，具有典型的均相混合SAM特征.

从N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）和丙烯酸（AA）单体合成了一种全亲水无规共聚物P（NIPAM-co-AA），实验发现该聚合物在水相中可以产生pH或温度双重刺激响应性自组装. 采用透射电子显微镜（TEM）观察了自组装体的形貌，采用动态光散射（DLS）和静态光散射（SLS）观察了其粒径及粒径分布. 测定了该聚合物水溶液的最低临界溶解温度（LCST）及其zeta 电位随pH的变化，通过分析NIPAM和AA两种链节的质子化状态随温度和pH变化的趋势，阐释了其在水相中产生双重响应性自组装的推动力；并结合傅里叶红外（FT-IR）光谱测定自组装体表面富集基团的结果，进一步阐释了不同环境下自组装体的微结构. 这类全亲水无规共聚物的合成方法简单，具有pH和温度双重响应性，其全水相中的刺激响应性自组装行为在药物释放等方面具有潜在的应用价值.

利用阴阳离子表面活性剂复配技术，实现了高含水量原油体系的乳化及增粘. 通过调整表面活性剂分子结构，解决了阴阳离子表面活性剂复配体系在油田模拟水中的溶解度问题. 确定了相关体系高含水量油包水（W/O）乳状液的表面活性剂浓度，研究了可以产生高含水量油包水乳状液的油水混合体积比范围，并研究了温度、pH值、油水混合比例和离子强度对乳化及增粘作用的影响. 获得了一系列具有优良乳化效果和乳状液稳定性的体系，其中部分体系粘度可增大80倍. 这对于三次采油提高采收率有重要意义.

目前大分子水溶胶对于味觉物质的影响机制研究主要集中于胶体自身的性质以及胶体结构与味物质的相互作用. 本文选择了食品中常用的瓜儿豆胶（GG）和刺槐豆胶（LBG），研究了这两种非离子水溶胶对甜味剂阿斯巴甜（APM）感官甜度的影响，并探索了其中的物理化学机制. 感官实验结果表明，高浓度的瓜儿豆胶和刺槐豆胶对阿斯巴甜的甜度有抑制作用，且随着水溶胶浓度的增高，达到高分子临界交叠浓度C^*后，抑制作用更明显. 基于人工受体模型，利用等温滴定量热（ITC）技术发现，两种水溶胶存在条件下阿斯巴甜与受体模型相互作用的结合常数急剧减小. 另外，通过对甜味剂存在下非离子水溶胶的水分分布、扩散性质的考察，发现随水溶胶浓度增加，体系的结合水含量均增多，尤其是水溶胶浓度达到临界交叠浓度（C^*）后增多的现象更明显；同时,分子的扩散也受到了阻碍，从而导致阿斯巴甜感官甜度的降低. 本研究表明，探索大分子水溶胶对甜味剂分子与受体结合差异性的影响、溶液中水分子的弛豫性质及赋存状态、结合体系的粘度及扩散性质的研究，为理解大分子水溶胶对甜味影响的物理化学机制提供更多的信息.

以动态光散射为主要手段研究了盐对羧酸盐Gemini 表面活性剂O,O'-双（2-月桂酸钠）-p-二苯氧（记为C₁₂φ₂C₁₂）自组织的影响. 结果表明盐的加入很容易使C₁₂φ₂C₁₂的网状聚集体转变为小（流体力学半径R_h,app约几纳米）和大（R_h,app>100 nm）两种尺寸共存的聚集体，1,6-二苯基-1,3,5-己三烯（DPH）探针增溶实验证实小尺寸聚集体为核-壳结构的似球胶束，流变学测量说明大尺寸聚集体可能已经是线型的核-壳胶束. 这种行为被归结为初始的网状聚集体不稳定，添加的反离子与C₁₂φ₂C₁₂头基结合破坏了网状结构的亲水亲油平衡，促使了它们的转变. 盐效应规律表现为MgCl₂>NaCl、Bu₄NBr>Me₄NBr>Et₄NBr>Pr₄NBr，这里Bu₄NBr不遵循上述静电力顺序的原因是它提供了携带的丁基与C₁₂φ₂C₁₂烷烃链疏水相互作用的附加力.

利用双锥法研究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对油田现场用部分水解聚丙烯酰胺（PHPAM）和疏水改性聚丙烯酰胺（HMPAM）溶液的界面剪切流变性质的影响，实验结果表明：HMPAM分子通过疏水作用形成界面网络结构，界面剪切复合模量明显高于PHPAM. SDBS和CTAB通过疏水相互作用与HMPAM分子中的疏水嵌段形成聚集体，破坏界面网络结构，剪切模量随表面活性剂浓度增大明显降低. 同时，界面膜从粘性膜向弹性膜转变. 低SDBS浓度时，少量SDBS分子与PHPAM形成混合吸附膜，界面膜强度略有升高；SDBS浓度较高时，界面层中PHPAM分子被顶替，吸附膜强度开始减弱. 阳离子表面活性剂CTAB通过静电相互作用中和PHPAM分子的负电性，造成聚合物链的部分卷曲，从而降低界面膜强度.弛豫实验结果证实了表面活性剂破坏HMPAM网络结构的机理.

研究了十二烷基胺盐酸盐（DAC）和十二烷基聚氧乙烯硫酸钠（AES）复配体系的表面性质与胶束化行为. 发现该体系在广泛的复配比例区间和温度区间内保持了极为优异的表面活性，测定了该体系的临界胶束浓度（cmc）与其对应的表面张力（γcmc）的具体值，并研究了温度、pH值和离子强度等环境因素对相关体系的影响.

利用阴阳离子表面活性剂复配技术，在克拉玛依油田实际油水体系中获得了超低界面张力. 通过添加非离子保护剂的第三组分，阴阳离子表面活性剂混合体系在克拉玛依油田回注水体系中的溶解度大大提高. 确定了相关体系能够获得超低界面张力的表面活性剂的浓度和混合的比例范围，在克拉玛依油田的多个实际油水体系中获得了具有较大复配比例和较低表面活性剂浓度的实际配方，其中部分体系油水界面张力可接近10^-4 mN·m^-1. 同时，这类阴阳离子表面活性剂混合体系具有很好的抗吸附能力，在石英砂吸附72 h后体系依然呈现优良的超低界面张力.

The mixed micellization behavior of an amphiphilic antidepressant drug amitriptyline hydrochloride (AMT) in the presence of the conventional anionic surfactant sodium bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinate (AOT) was studied at five different temperatures and compositions by the conductometric technique. The critical micelle concentration (cmc) and critical micelle concentration at the ideal state (cmc^id) values show mixed micelle formation between the components (i.e., drug and AOT). The micellar mole fractions of the AOT (X₁) values calculated using the Rubingh, Motomura, and Rodenas models show a higher contribution of AOT in the mixed micelles. The interaction parameter (β) is negative at all temperatures and the compositions show attractive interactions between the components. The activity coefficients (f₁ and f₂) calculated using the different proposed models are always less than unity indicating non-ideality in the systems. The ΔG_m^θ values were found to be negative for all the binary mixed systems. However, ΔH_m^θ values for the pure drug as well as the drug-AOT mixed systems are negative at lower temperatures (293.15-303.15 K) and positive at higher temperatures (308.15 K and above). The ΔS_m^θ values are positive at all temperatures but their magnitude was higher at T=308.15 K and above. The excess free energy of mixing (ΔG_ex) determined using the different proposed models also explains the stability of the mixed micelles compared to the pure drug (AMT) and surfactant micelles.

以无机金属盐为前驱体，采用环氧丙烷添加法结合CO₂超临界流体干燥和热处理工艺，制备了不同锑掺杂浓度的二氧化锡(ATO)气凝胶. 所得气凝胶为深蓝色块体，平均密度约为600 mg·cm^-3，锑掺杂浓度在5%到20% (x)之间. 电子显微镜图片显示ATO气凝胶的骨架由粒径约为数十纳米的颗粒堆积而成，而这些颗粒又由数纳米的初级球形颗粒构成. X射线衍射谱表明，样品的主要晶相为SnO₂四方相金红石结构，锑的掺杂仅引起微小的晶格畸变. X射线光电子谱显示锡元素以+4价态存在，而锑则具有+3和+5的混合价态. 四探针电阻率测试仪的结果表明，ATO气凝胶的电阻率在2.7-40 Ω·cm之间变化，其中在锑掺杂浓度(x)为12%时具有最低电阻率.

采用自由基乳液聚合法和原位聚合法制备了包含聚苯胺均匀分散在正十八烷中的悬浮体系的交联聚甲基丙烯酸甲酯为囊壁的相变材料纳胶囊(NanoPCMs). 采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)和广角X射线衍射仪(WAXD)等手段分别考察了成核剂聚苯胺的添加量对相变材料纳胶囊表面形态、结晶性能、热稳定性及结晶行为等的影响. 实验结果表明：包含有聚苯胺的相变材料纳胶囊，成核剂的存在对其形貌、粒径、包覆率和结晶行为影响较小，耐热性略有所降低，添加1.5 g 苯胺时生成的成核剂聚苯胺可以有效改善其过冷结晶行为.

构建负电性的基因载体、发展基于低分子量聚乙烯亚胺(PEI)的基因载体对基因传递研究具有重要意义. 本文基于低分子量聚乙烯亚胺(2 kDa)和油酸构建了负电性的基因载体. 它通过混合聚乙烯亚胺(2 kDa)、dsDNA和油酸胶束而自发形成. 该基因载体在血清中很稳定，细胞毒性非常低，可包封80%以上DNA. 通过1，2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇2000)]铵盐(DSPE-PEG)对其表面进行修饰，发现多达90%的基因可被细胞摄取.

通过阴离子聚合方法合成了环氧乙烷(EO)含量和分子量均相同的线型聚氧丙烯(PEO)-聚氧乙烯(PPO) (LPE)和X型聚氧丙烯-聚氧乙烯(TPE)嵌段聚醚，考察了它们在空气/水及正庚烷/水界面上聚集行为的差异. 界面活性的研究结果表明，TPE降低水、正庚烷界面张力的效率和效能均低于LPE的. 聚醚分子在正庚烷/水界面达到吸附平衡的时间比在空气/水表面短. 由于正庚烷分子插入到聚醚吸附层中，聚醚分子可以在正庚烷/水界面上采取更为直立的状态，因此聚醚分子在正庚烷/水界面扩散较快. 聚醚在正庚烷/水界面的扩张弹性高于空气/水表面的.

采用H₂O₂-Vc氧化还原体系引发半纤维素衍生物，以表面修饰的Fe₃O₄粒子作为磁性组分，利用接枝共聚方法制备了新型半纤维素基磁性水凝胶. 分别用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对水凝胶的结构及形貌进行了表征，利用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对水凝胶的晶型结构及磁性能进行了分析，发现Fe₃O₄粒子均匀分散在凝胶网络中，半纤维素基磁性水凝胶表现出良好的顺磁性. 考察了丙烯酸/半纤维素比例、Fe₃O₄粒子含量及交联剂用量对水凝胶溶胀性能的影响，并探讨了该水凝胶的溶胀机理，它在pH 8 缓冲溶液中的溶胀较好符合Fickian 和Schott 动力学模型. 通过SEM和溶胀性能分析表明，随着pH值的升高水凝胶的孔径增大，水凝胶的溶胀率逐渐增大. 制备的水凝胶被用于溶菌酶吸附研究，结果表明磁性凝胶的吸附量大于非磁性水凝胶，水凝胶的吸附行为符合Freundlich 和Temkin 等温模型.

以大环内酯类抗生素红霉素(EM)为模板分子，甲基丙烯酸(MAA)为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂，十二烷基苯磺酸钠(SBS)为乳化剂，采用乳液聚合法制备了粒径均匀的分子印迹聚合物微球(EM-MIPMs). 通过核磁共振氢谱(¹H NMR)、紫外光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对模板分子和功能单体形成的复合物进行了研究，结果表明EM与MAA之间的相互作用力为氢键作用. 利用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)仪对EM-MIPMs 的形貌和热稳定性进行表征，结果显示EM-MIPMs 为均匀规整的球型，平均粒径为4.24 μm，且有良好的热稳定性. 同时采用动力学，平衡吸附和选择性吸附实验对其吸附性能进行研究. 动力学研究结果表明，EM-MIPMs的吸附速率符合准二级动力学方程. 利用Langmuir 和Freundlich 吸附等温方程分别分析了EM-MIPMs 的平衡吸附数据，结果表明，EM-MIPMs 对红霉素有良好的结合性能，其吸附过程符合Langmuir 吸附模型，饱和吸附量为0.242 mmol·g^-1. EM-MIPMs的选择识别性能利用固相萃取法来考察，研究表明EM-MIPMs有着良好的特异识别选择性.

针对传统聚合物膜抗污染性差的问题, 本文从杂化膜结构设计出发, 提出将ZrO₂纳米粒子的原位制备和聚偏氟乙烯(PVDF)相转化成膜过程有机结合的制膜新方法. 该方法将阴离子交换树脂引入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中, 以氧氯化锆为原料, 利用阴离子交换树脂提供的―OH与无机盐的阴离子进行交换, 得到ZrO₂纳米粒子均匀分散的N,N-二甲基甲酰胺溶胶体系. 随后将PVDF聚合物溶解到所得的N,N-二甲基甲酰胺溶胶体系中, 获得均一、透明的铸膜液. 利用X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对杂化膜中锆的存在状态和分散性能进行了表征. 结果表明, ZrO₂纳米粒子均匀分散在PVDF基体中, 并且形成的纳米粒子的粒径约为10-20 nm. 通过粘度、分相速度和膜形态的测定, 研究了成膜机理. 结果表明, ZrO₂纳米粒子的引入加速了铸膜液成膜过程的分相速度. 杂化膜的亲水性能通过接触角测定仪进行了评价. 并选择以牛血清蛋白为代表模拟污染物, 考察了杂化超滤膜的抗污染性能. 结果表明, 原位形成的ZrO₂纳米粒子显著提高了膜的亲水性, 减少了膜对蛋白质的吸附. 这种将ZrO₂纳米粒子的原位制备和PVDF相转化成膜过程有机结合的制膜新方法在有机-无机杂化膜的制备领域具有显著意义.

Gemini表面活性剂(C_sH_2s-α,ω-(Me₂N⁺C_mH_2m+1Br^-)₂,m-s-m)与胆汁酸盐(BS)利用静电作用构建超分子复合物,通过改变m-s-m和BS的结构,可以分别得到纳米纤维和囊泡状超分子聚集体.聚集体的形貌、结构和性质分别通过偏光显微镜(POM)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线粉末衍射(XRD)及其它测试手段进行了表征.研究发现,通过改变m-s-m的烷基链长和间隔基团的长度,以及BS胆甾骨架上羟基的数目和位置,聚集体的形貌会发生明显的变化,聚集体主要依靠静电相互作用,并在疏水作用及氢键的协同作用下形成,本文的结果将有助于更好地理解离子自组装机理,并对超分子聚集体的设计提供新的思路.

设计合成了3种以丙二胺为连接臂(L)、苯环为A单元的A(LS)2型双胆固醇(S)类小分子胶凝剂: 化合物1(邻位), 化合物2(间位)和化合物3(对位), 考察了其在30种溶剂中的胶凝行为. 结果表明, 苯环取代位置的不同对化合物的胶凝性质有决定性影响. 就胶凝溶剂的数量来讲, 对位取代的化合物3的胶凝能力明显高于邻位和间位取代的化合物1和2. 此外, 化合物2和3可以形成5个室温胶凝体系, 且化合物3/二甲苯凝胶透明、柔韧,以至于可以形成超分子薄膜. 傅里叶变换红外(FTIR)光谱和核磁共振氢谱(¹H NMR)研究表明, 胶凝剂分子之间的氢键和π-π堆积作用在凝胶形成过程中发挥了一定的作用. X射线衍射(XRD)研究表明在化合物1/苯凝胶中, 胶凝剂分子聚集为六方堆积结构, 进而形成贯穿整个凝胶体系的网络结构.

利用悬挂滴方法研究了Gemini季铵盐表面活性剂(C₁₂-Ph-C₁₂和C₁₂-8-C₁₂)和阿拉伯树胶的界面张力和界面扩张流变性质, 考察了阿拉伯树胶对C₁₂-Ph-C₁₂和C₁₂-8-C₁₂溶液界面张力和界面扩张流变性质的影响. 研究结果表明, 1%(w)阿拉伯树胶的加入显著降低了C₁₂-Ph-C₁₂和C₁₂-8-C₁₂的界面张力, 但是界面扩张模量增加,这一变化主要是由于阿拉伯树胶分子与Gemini季铵盐表面活性剂分子通过静电相互作用形成复合物. 文中提出了不同结构Gemini季铵盐表面活性剂与阿拉伯树胶分子在界面排布的示意图.

分析并计算了纳米结构表面上冷凝液滴按照不同途径长大的过程中液滴能量的增加速率, 并以能量增加最小为判据来确定液滴的生长途径. 结果表明, 纳米结构内形成的冷凝液斑在初期按接触角(CA)增加的模式生长时, 其能量增加速率远低于其它模式, 于是, 初始液斑先按增大接触角、并保持底面积不变的模式生长, 直至液滴达到前进角状态. 此后, 沿接触角增加的模式长大所导致的能量增加速率开始远高于其它生长模式, 于是液滴三相线开始移动, 底面积开始增加, 但接触角保持不变. 液滴所增加的底面积可以呈润湿或复合两种状态, 分别形成Wenzel 液滴及部分润湿液滴, 前者的表观接触角一般小于160°, 而后者则明显大于160°. 液滴的生长模式及其润湿状态均与纳米结构参数密切相关, 仅当纳米柱具有一定高度、且间距较小时, 冷凝液滴才能呈现部分润湿状态. 最后, 本模型对纳米结构表面上冷凝液滴润湿状态的计算结果与绝大部分实测结果相一致, 准确率达到91.9%, 明显高于已有公式的计算准确率.

在β-环糊精作保护剂条件下, 制备了高对称的十八面体四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米材料. 通过胶体化学方法, 合成了一系列不同起始计量比的聚乙二醇(PEG)和Fe₃O₄纳米粒子复合物(CM-1-CM-4). 这些PEG复合材料展示出重要特性: 首先, 它们的表面形貌依赖于Fe₃O₄的计量; 其次, PEG的熔化过程受Fe₃O₄的影响, 并且直接与Fe₃O₄的含量相关; 进一步研究表明, 除CM-4外, Fe₃O₄的引入导致PEG结晶度下降, 而且Fe₃O₄纳米粒子量越少, 降低幅度越大; 更为有趣的是, PEG的降解过程受制于Fe₃O₄纳米粒子的影响, 导致不同降解产物的出现; 而且, 与纯Fe₃O₄纳米粒子一样, 复合材料中的Fe₃O₄也显示典型的软铁磁性行为, 但饱和磁化强度相对较小; 此外, X射线光电子能谱(XPS)实验揭示在这些PEG复合材料中, 有从Fe到O的电子转移, Fe电子密度的降低可用来解释复合材料饱和磁化强度的减小; 最后, 这些PEG复合材料呈现出对有机染料的表面增强拉曼效应, 并且这种效应随Fe₃O₄纳米粒子含量的增加而增加. 这些结果将会对聚合物/无机纳米粒子复合材料的发展起到推进作用.

以频率扫描和稳态剪切实验研究了140 mmol·L^-1羧酸盐gemini 表面活性剂(C₁₄Φ₂C₁₄)在100 mmol·L^-1 NaBr 条件下溶液的流变行为. 在低剪切频率时, 溶液呈现出具有单一松弛时间特性的Maxwell 流体行为.通过活的高分子模型(living polymer model)分析,C₁₄Φ₂C₁₄体系在25℃ 时形成了很长的蠕虫胶束(3.6-6.8μm). 冷冻透射电镜也观察到蠕虫胶束的形成. 这些胶束相互缠绕, 形成了很黏稠的溶液(零剪切粘度高达1.10×10⁴ Pa·s), 外观呈现胶状. 随着温度升高至70℃, 体系的相对粘度仍旧保持很高(1.8×10⁴), 这在阴离子表面活性剂蠕虫胶束溶液中是很少见的. 体系的流动活化能(E_a)约为(141±5) kJ·mol^-1. 利用动态光散射测定了C₁₄Φ₂C₁₄聚集体的尺寸分布, 证实了这个表面活性剂在5-10 mmol·L^-1的低浓度时生成了约100 nm的大聚集体, 这些大聚集体随着表面活性剂浓度的增加很容易转化成棒状直至蠕虫胶束.

合成了三种不同聚氧丙烯/聚氧乙烯(PPO/PEO)比例的含苯环支状嵌段聚醚, 通过界面张力、界面流变、表面压以及对原油乳状液的破乳脱水效果的测定, 考察了其界面聚集行为和破乳作用对PEO含量和分子量的依赖性, 并且对比研究了三种支状聚醚分子交联前后的破乳性能. 结果表明, PEO含量高且分子量大者,其单分子界面占据面积大, 在油/水界面达到吸附平衡的时间短, 其油/水界面扩张模量及扩张弹性均高于PEO含量较少者. 但是对原油乳状液的破乳脱水效果则是PEO含量居中的聚醚最好. 温度影响和交联与否的研究表明, 交联并不能提高分子量较大的聚醚对原油乳状液的破乳效果, 温度对聚醚分子交联前后的破乳效果有不同的影响规律. 本研究可为原油集输过程中化学品的选择与应用提供一定的依据.

胶体溶液中带电胶粒的有效电荷是计算粒子间相互作用势的一个重要参数. 在本文中用电导率-粒子数密度关系法和电导滴定法分别研究了七种粒径及表面带电情况均不相同的聚苯乙烯粒子, 结果显示两种测量方法得到的有效电荷数值具有较好的一致性, 误差在7%以内. 同时发现, 经验公式计算的有效电荷差不多是实验值的2倍, 表明文献中的经验公式对于本文所研究的胶体粒子体系不适用.

以阴离子天然大分子透明质酸(HA)和阳离子单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DM)组成带相反电荷的聚合物/单体复合体系, DM通过水相原位聚合可制备荷正电的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDM), PDM与HA间的静电作用可诱导两者在水溶液中进行自组装, 得到HA/PDM复合胶体粒子. 用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪对HA/PDM复合物结构进行了表征. 用动态激光光散射(DLS)研究了HA与PDM复合体系在水溶液中的自组装行为, 并表征了反应时间对HA/PDM复合胶体粒子粒径的影响. 利用透射电镜(TEM)表征了胶体粒子的形貌. 考察了溶液pH 对胶体粒子粒径及zeta 电位的影响, 并对胶体粒子的乳化性能进行初步探索. 结果表明:DM单体聚合前, 无HA/DM复合物聚集体形成; 而随着DM的逐步聚合, HA与PDM可通过静电作用逐渐组装形成球状HA/PDM复合胶体粒子, 其粒径随反应时间延长逐渐减小并趋于稳定. 同时, 该复合胶体粒子具有pH敏感性和乳化性, 乳化性能较纯HA和PDM有较大提高.

利用座滴法研究了阳离子表面活性剂十六烷基醚羟丙基季铵盐(C₁₆PC)、十六烷基聚氧乙烯醚羟丙基季铵盐(C₁₆(EO)₃PC)和两性离子表面活性剂十六烷基醚羟丙基羧酸甜菜碱(C₁₆PB)、十六烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱(C₁₆(EO)₃PB)溶液在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面上的润湿性质, 考察了表面活性剂类型及浓度对接触角的影响趋势. 研究发现: 低浓度条件下表面活性剂分子可能以平躺的方式吸附到固体界面, 且亲水基团靠近固体界面, PMMA表面被轻微疏水化; 在高浓度时则通过Lifshitz-van der Waals 作用吸附, 亲水基团在外, PMMA表面被亲水改性. 聚氧乙烯基团(EO基团)的引入对阳离子表面活性剂的接触角影响不大; 而含有聚氧乙烯基团的两性离子表面活性剂在PMMA界面上以类似半胶束的聚集体吸附, 大幅度降低接触角.

研究了两性离子配体修饰的金纳米颗粒在酸性和碱性溶液中的稳定性和可逆聚集性. 测量了金溶胶在不同条件下的UV-Vis 吸收光谱, 通过光谱的变化揭示其稳定性和可逆聚集性. 结果表明: 经配体修饰的金纳米颗粒在酸性和碱性溶液中的稳定性有了很大的提高; 强酸性条件可诱导金溶胶失稳聚沉, 回调pH值又可使其重新分散. 利用这种pH依赖的可逆聚集特性, 可以将稀溶胶浓缩成浓溶胶或固体保存, 一旦需要又可加水恢复到分散的状态.

以不同交联度、溶胀程度的双亲无规共聚物聚[(苯乙烯-alt-马来酸酐)-co-(7-对乙烯基苄氧基-4-甲基香豆素-alt-马来酸酐)](PSMVM)胶束作为聚合物胶束乳化剂稳定甲苯/水体系, 重点研究光交联度对胶束结构及其乳化性能的影响. 结果表明, 胶束交联度、溶胀度和荷电性对胶束结构及乳化性能有较大影响.

以苯乙烯(St)和甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA)为共聚单体, 通过普通自由基溶液聚合合成了双亲性无规共聚物P(St-co-DM). 用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、核磁共振氢谱(¹H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和差示扫描量热(DSC)仪对聚合物结构进行表征. 研究了共溶剂的性质对P(St-co-DM)自组装胶束结构及其乳化性能的影响. 用透射电镜(TEM)和动态激光光散射(DLS)表征了自组装胶体粒子的形态、粒径大小及其分布. 通过测量胶束在甲苯/水界面的接触角表征胶束表面性能. 结果表明: P(St-co-DM)以四氢呋喃(THF)为共溶剂自组装时, 胶束的临界聚集水含量较大, 胶束表面亲水性较强, 流体力学半径较大; 用二氧六环或THF为共溶剂, 水为选择性溶剂, P(St-co-DM)自组装可以得到外层松散、内层比较密实的球状胶束, 用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为共溶剂时, 胶束整体呈现比较密实的球状胶束; 分别用DMF、二氧六环和THF为共溶剂制备的胶束, 其接触角均值都小于90°, 可形成O/W型(水包油型)乳液. 乳化实验结果表明, 以二氧六环和THF为共溶剂制备的胶束作为颗粒乳化剂制备的乳液性能较好.

两亲聚合物奇异的功能特性源于分子独特的骨架结构和在溶液中的自组装聚集行为. 本文向以2-丙烯酰胺基-十二烷基磺酸(AMC₁₂S)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)进行无规共聚所制备的AMPS-AMC₁₂S刷型两亲聚合物溶液体系中引入不同用量的NaCl, 采用稳态荧光、动态光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)系统考察NaCl 对聚合物聚集行为的调控作用. 研究发现, 聚合物结构中疏水侧链含量越低, NaCl 对聚集行为的调控作用越强; NaCl浓度增加会明显降低聚合物的临界聚集浓度; 与此同时, 聚合物分子链自组装由分子间的聚集方式向分子内的聚集方式转变, 形成的聚集形态由大型多分子聚集体变化为尺寸数百分之一的单聚体.

采用乳化水加油法, 以正丁酸乙酯为溶剂, 曲拉通X-100 (TX-100)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂, 正丁醇为助表面活性剂, 制备水基型氯氰菊酯微乳剂. 通过相图法、负染电镜、电导率、表面张力法、动态光散射、表面接触角测定等手段对所制备的氯氰菊酯微乳剂的结构和性质进行了表征, 研究了该微乳剂在杨福麦叶面的铺展动力学. 结果表明所制备的氯氰菊酯微乳剂为水包油型(O/W), 该微乳剂对氯氰菊酯有较好的增溶效应, 具有较低的接触角和表面张力, 液滴半径在45 nm左右; 微乳剂在杨福麦叶面的铺展动力学恰好符合二级动力学方程, 速率常数分别为0.1090 (°)^-1·min^-1 (20℃)和0.1572 (°)^-1·min^-1 (30℃), 活化能为27.03 kJ·mol^-1.

利用MPTC型气泡压力张仪研究了十二烷基硫酸钠(SDS)溶液在不同NaCl 浓度下的动态表面吸附性质, 分析了离子型表面活性剂在表面吸附层和胶束中形成双电层结构产生表面电荷对动态表面扩散过程和胶束性质的影响. 结果表明, SDS在表面吸附过程中, 表面电荷的存在会产生5.5 kJ·mol^-1的吸附势垒(E_a), 显著降低十二烷基硫酸根离子(DS^-)的有效扩散系数(D_eff). 十二烷基硫酸根离子的有效扩散系数与自扩散系数(D)的比值(D_eff/D)仅为0.013, 这表明SDS与非离子型表面活性剂不同, 在吸附初期为混合动力控制吸附机制. 加入NaCl可以降低吸附势垒. 当加入不小于80 mmol·L^-1 NaCl后, E_a小于0.3 kJ·mol^-1, D_eff/D在0.8-1.2之间, 表现出与非离子型表面活性剂相同的扩散控制吸附机制. 同时, 通过分析SDS胶束溶液的动态表面张力获得了表征胶束解体速度的常数(k₂). 发现随着NaCl 浓度的增大, k₂减小, 表明SDS胶束表面电荷的存在会增加十二烷基硫酸根离子间的排斥力, 促进胶束解体.

自行设计合成了新颖的苄胺型双链表面活性剂3,4-双十二烷氧基苄胺(DDOBA). 利用DDOBA/正丁醇/正庚烷/甲酸/HAuCl₄·4H₂O自发形成的水/油(W/O)型微乳液作为微反应器, 通过微波辐射下的甲酸还原法成功制备了DDOBA保护的憎水性金纳米粒子, 并通过紫外-可见(UV-Vis)光谱、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)和X射线衍射(XRD)等方法进行了表征和分析. 结果显示, DDOBA既可参与形成稳定的W/O型(油包水型)微乳液, 又可作为金纳米粒子的良好保护剂. 在合适的微乳液体系组成范围内, 用本实验方法可以获得高单分散性的憎水性金纳米粒子, 并能在空气/水界面上自动形成大面积短程有序的纳米金二维自组装膜.

利用原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成了组成递变的2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO₂MA)与寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)共聚物P(MEO₂MA-co-OEGMA). 核磁共振氢谱(¹HNMR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了聚合物的结构、分子量及其分布. 通过测定透光率、粘度、激光粒度分析了共聚物组成对共聚物低临界溶解温度(LCST)的影响, 考察了共聚物组成、浓度、盐浓度、盐种类、温度对其溶液相行为的影响. 结果表明: 所合成的共聚物具有温度敏感性, 其LCST 可以通过合成时共聚单体MEO₂MA与OEGMA投料比的改变来调控, 随着OEGMA量的增加共聚物的LCST升高, 共聚物溶液浓度升高其LCST减小, 随盐溶液浓度的增大共聚物的LCST降低, 共聚物的LCST降低主要受盐溶液中阴离子价数的影响; HCl的引入使共聚物水溶液的LCST降低; NaOH的引入使共聚物水溶液的LCST升高.

研究了在高盐油藏中, 利用两性/阴离子表面活性剂的协同效应获得油水超低界面张力的方法. 两性表面活性剂十六烷基磺基甜菜碱与高盐矿化水具有很好的相容性, 但在表面活性剂浓度为0.07%-0.39%(质量分数)范围内仅能使油水界面张力达到10^-2 mN·m^-1量级, 加入阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠后则可与原油达到超低界面张力. 通过探讨表面活性剂总浓度、金属离子浓度、复配比例对油水动态界面张力的影响, 发现两性/阴离子表面活性剂混合体系可以在高矿化度、低浓度和0.04%-0.37%的宽浓度范围下获得10^-5 mN·m^-1量级的超低界面张力, 并分析了两性/阴离子表面活性剂间协同获得超低界面张力的机制.

以基于金属配位作用的聚合物材料Eu-L₂EO₄为带负电的聚电解质, 利用静电相互作用通过层层组装的方法制备了自发光的聚合物荧光微囊. 该微囊壁孔径很小, 对小分子负载具有良好的封闭性, 且在盐浓度高达500 mmol·L^-1时依然稳定, 表现出良好的耐盐性质. 以Eu³⁺-Tb³⁺混合离子取代Eu³⁺, 可以制备多色荧光微囊.

研究了胆酸钠溶液与金属离子溶液混合自组装而成的水凝胶随温度升高而机械强度增强的独特温度响应性. 利用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)仪表征了水凝胶中聚集体的微观形貌及分子排列方式. 考察了其流变学行为、荧光性质随温度的变化. 结果表明,升温促进凝胶形成的速率, 并提高凝胶的机械强度. 随着温度的升高, 稀土离子的荧光强度显著增强. 表面张力测量表明, 胆酸钠溶液的临界胶束浓度随温度的升高而略有降低. 综合实验事实, 我们提出随温度升高导致的凝胶强度增强行为是由胆酸钠分子在高温下聚集能力增强的结果.

通过氧化偶联聚合方法成功地制备出一种基于烷氧磺酸盐功能化的聚乙撑二氧噻吩水凝胶, 揭示了零维单体胶束向二维纳米片层及三维水凝胶的转变过程, 发现通过改变反应温度或初始单体浓度, 可以诱导水凝胶网络结构单元的维度变化, 即由零维纳米粒子向二维纳米片层进行转化. 提出了一种导电高分子水凝胶的合成方法, 即采用一种氧化剂与一种多价金属盐的混合物作为引发剂, 其中前者用于诱导单体聚合, 后者则充当离子交联试剂, 并发现可以通过引入不同金属离子来改变凝胶的形貌. 此外, 导电高分子水凝胶具有良好的电化学电容, 并具有选择性吸附与可控脱附某些染料分子的特性.

从宏观流变性和介观尺度方面, 研究了疏水缔合聚丙烯酸(HMPA)与油酸钠(NaOA)构筑的蠕虫状胶束的协同作用. 考察HMPA对蠕虫状胶束溶液流变性和表观粘度的影响, 结果表明, 极少量HMPA的引入导致蠕虫状胶束溶液体系动态模量明显增加; 其表观粘度随HMPA浓度的增加先增强后减弱. 另一方面, 通过耗散颗粒动力学(DPD)分子模拟方法研究了混合体系中溶液组成对HMPA分子链的均方根末端距的影响. 结果表明,随着NaOA浓度增加, HMPA的均方根末端距会出现峰值; HMPA的伸展程度受其自身浓度变化制约, 相对于纯HMPA体系, NaOA胶束的存在对高浓度区的HMPA伸展程度影响更明显. 结合流变实验和分子模拟结果,初步解释了聚合物与蠕虫状胶束的协同作用机制.

低碳醇与可聚合表面活性剂(surfmer)可以形成混合胶束, 本文通过稳态荧光猝灭法(SSFQ)测定了该混合胶束中可聚合表面活性剂的聚集数, 并通过绝热聚合和后水解工艺合成出不同微嵌段长度的较高分子量(M_w)缔合聚合物聚(丙烯酰胺-丙烯酸钠-十六烷基二甲基烯丙基氯化铵)[P(AM-NaAA-C₁₆DMAAC)]. 聚合物结构经傅里叶变换-红外(FT-IR)光谱和核磁共振碳谱(¹³C NMR)表征证实, 并通过流变性实验研究了微嵌段长度对增粘性能、抗盐性能、粘弹性能的影响规律. 实验结果表明: 该方法可以有效调节缔合聚合物中微嵌段的长度, 随着微嵌段长度增加, 临界缔合浓度(CAC)逐渐降低, 增粘性能、粘弹性能先逐步增加后逐步降低, 并且发现其对聚合物的性能的影响规律中存在最佳嵌段长度.

通过荧光光谱、动/静态激光光散射研究了疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)自组装行为及双子表面活性剂(双十四酸乙二酯双磺酸盐(DMES-14))对其的影响. 实验结果表明: 聚合物HAPAM在溶液中能够通过自组装形成疏水微区, 表现出芘的发射光谱中第一振动峰(373 nm)与第三振动峰(383 nm)的荧光强度之比(I ₁/I ₃)值随聚合物浓度的增大而下降, 当聚合物HAPAM浓度( C _P)达到一定值后, I ₁/I ₃值不再变化; 当加入表面活性剂时,HAPAM能够与双子表面活性剂在溶液中形成混合胶束, 在聚合物浓度一定时, I ₁/I ₃值随表面活性剂浓度( C _S)的增大急速下降, 当表面活性剂浓度达到30 mg·L ^-1时, I ₁/I ₃值趋于恒定; 当表面活性剂浓度一定时, 聚合物/表面活性剂二元体系中聚集体的聚集数随HAPAM浓度的增大出现先下降再增加的过程; 一定量的双子表面活性剂对HAPAM分子间的缔合起促进作用, 过量的双子表面活性剂对HAPAM 分子间的缔合起抑制作用, 使HAPAM的表观重均分子量( M _w,a)、均方根回转半径(< R _g>)和流体力学半径(< R _h>)随表面活性剂浓度增加先增大后减小, 而HAPAM的< R _g>/< R _h>比值则随表面活性剂浓度增大出现一定程度的上升, 表明HAPAM分子链段变得相对舒展.

利用偏光显微镜(POM)、小角X射线散射(SAXS)及傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术研究了嵌段共聚物Pluronic L64 (PEO ₁₃PPO ₃₀PEO ₁₃)(PEO: 聚氧乙烯; PPO: 聚氧丙烯)在室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Bmim][BF ₄]中的聚集行为. 绘制了L64/[Bmim][BF ₄]体系的相图, 当L64浓度介于40%-65% ( w, 质量分数)之间时, L64 可与[Bmim][BF ₄]形成层状液晶. SAXS结果表明, 液晶层间距随L64 浓度的增加而降低. 温度对液晶微结构影响较大, 液晶层间距随温度的升高而增大, 极性头截面积则减小. 并且, 在一定温度范围内, 升温可使体系的有序性增强. 但是, 随温度的进一步升高, [Bmim][BF ₄]与PEO链段之间的氢键被破坏, 双折射现象消失, 液晶有序性降低. 此外, 分析了层状液晶的形成机理, [Bmim][BF ₄]与L64分子间的氢键作用力、静电作用力以及疏溶剂力是液晶形成的驱动力.

研究了芳香席夫碱的设计合成、界面相行为以及与铜离子的配位过程, 并与离位合成的铜复合物的界面组装行为进行了对比. 利用表面压-面积等温线、紫外光谱、红外光谱、原子力显微镜等一系列实验方法来详细表征组装膜. 结果表明, 席夫碱配体与铜复合物均可在气液界面上形成稳定的有序组装膜, 并可以转移到固体基片上构筑多层膜. 进而, 席夫碱配体在纯水界面上表现出奇特的相变. 在相变点前后, 二维的平膜变化成了三维的纤维状组装结构. 然而, 对于铜离子亚相上的组装过程却没有出现较大的变化. 两者之间明显的差异可归因于在气液界面超分子组装过程中的分子构型以及疏水性能的不同引起的. 目前的工作为制备和调控有序组装膜提供了有益探索.

采用正硅酸四乙酯(TEOS)的乙醇-水溶液为前驱体, 氢氟酸为催化剂, 结合溶胶-凝胶过程与CO ₂超临界流体干燥工艺, 一步反应获得了密度为40-175 mg·cm ^-3的单元气凝胶. 以上述工艺为基础, 通过逐层凝胶法、溶胶共凝法和梯度溶胶共凝胶法分别制备了三种密度梯度气凝胶样品, 并研究了其功能梯度特性. 结果表明: 不同密度的气凝胶均具有粒径约为40-90 nm球形颗粒构成的三维骨架结构, 密度越低, 骨架越疏松, 峰值孔径越大, 孔径分布也更为分散; 三种方法制备的样品均具有明显的密度梯度, 梯度特性由不连续到连续. 动态热机械性能测试表明, 随着密度的降低, 气凝胶在低温(-100 °C)和常温(25 °C)下杨氏模量均有减小的趋势, 其范围分别约为4.6×10 ⁵-1.9×10 ⁵ Pa和5.0×10 ⁵-2.1×10 ⁵ Pa. 热学测试表明, 随着密度的降低, 气凝胶的热扩散系数增高, 单位体积热容降低, 而热导率则不成单调变化.

聚乙二醇(PEG)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对溶胶-凝胶二氧化硅减反膜的结构和激光损伤阈值有不同的影响. 动态光散射、透射电镜(TEM)以及小角X射线散射实验表明: PEG能够促进二氧化硅颗粒的生长并增加团簇生长的一致性. 然而,在PVP改性的溶胶中, Si―OH与PVP之间氢键作用制约了二氧化硅颗粒的生长. 此外, 多重分形谱(MFS)分析表明, PEG可以提高氧化硅薄膜的均匀性, PVP却降低了薄膜的均匀性, 因此, PEG改性的氧化硅薄膜的抗激光损伤性能增强, 而PVP改性的氧化硅薄膜的抗激光损伤性能被削弱. 固体 ²⁹Si 魔角旋转核磁共振(MAS NMR)结果表明, PEG能够提高Si―O四面体缩聚程度并改善薄膜的表面分形结构, PVP则相反, 导致了PEG改性的氧化硅薄膜与PVP改性的氧化硅薄膜具有不同的抗激光损伤性能.

使用液滴合并前后的体积和表面自由能守恒作为两个限制条件, 确定了合并液滴的初始形状, 即为偏离平衡态的亚稳态液滴, 具有缩小其底半径而向平衡态液滴转变的推动力. 进而分析了液滴变形过程中的推动力和三相线(TPCL)上的滞后阻力, 建立了液滴变形的动态方程并进行了差分求解. 如果液滴能够变形至底半径为0 mm的状态, 则根据该状态下液滴重心上移的速度确定液滴的弹跳高度. 不同表面上冷凝液滴合并后的变形行为的计算结果表明, 光滑表面上的液滴合并后, 液滴只能发生有限的变形, 一般都在达到平衡态之前就停止了变形, 因此冷凝液滴不会发生弹跳; 粗糙表面上的Wenzel 态液滴的三相线上的滞后阻力更大, 因而液滴更难以变形和弹跳; 具有微纳二级结构表面上只润湿微米结构, 但不润湿纳米结构的部分Wenzel 态液滴能够变形至Cassie 态, 但没有明显的弹跳; 只有在纳米或微纳二级结构表面上的较小Cassie 态液滴合并后, 液滴易于变形至底半径为0 mm的状态并发生弹跳. 因此, Cassie 态合并液滴处于亚稳态, 并且其三相线上的移动阻力很小, 是导致冷凝液滴弹跳的关键因素.

报道了由gemini 表面活性剂乙烷基- α, ω-双十四烷基二甲基溴化铵(14-2-14)产生的高稳定泡沫体系.泡沫塌陷到初始高度一半所对应的时间( t _1/2)用来表征泡沫的稳定性. 测得14-2-14体系的 t _1/2高达961 min, 远大于乙烷基- α, ω-双十二烷基二甲基溴化铵(12-2-12)产生泡沫的 t _1/2 (754 min), 表明带有一根短联接链和两条长尾链的gemini 表面活性剂是高效的泡沫稳定剂. 为了揭示界面弹性与泡沫稳定性之间的关联, 测量了表面活性剂吸附膜的扩张流变行为. 在指定的表面过剩量下, 吸附膜的高频极限弹性再一次被发现与泡沫稳定性相关,较大的极限弹性很好地对应更加稳定的泡沫.

利用稳态和频率扫描研究了十六烷基硫酸钠(SHS)与Bola 盐( N,N'-双乙基二甲基- α,ω-乙烷溴化铵(Bola2Et)或 N,N'-三甲基- α,ω-丁烷溴化铵(Bola4))混合体系的流变行为. 实验结果表明两个体系均在45 °C时形成了长蠕虫胶束, 溶液呈现出高粘弹性, 尤其是SHS/Bola2Et 溶液表现出很高的弹性, 零剪接粘度高达2520 Pa·s, 表观上呈现胶状. 这些结果归因于在Bola 反离子诱导下, 表面活性剂SHS与Bola 反离子形成了静电吸引的2:1结构复合物. 由于这两个Bola 反离子的联接链长度均短于季铵离子的静电平衡距离, 因此形成的复合物在形状上有利于蠕虫胶束生成. 作为对比, 添加简单的四甲基铵反离子无法诱导SHS形成蠕虫胶束,溶液仅呈现低粘度.

In the present study we report the micellization behavior of imipramine hydrochloride (IMP) inabsence and presence of different concentrations of inorganic salts (LiCl, NaF, NaCl, NaBr, and KCl) andureas (urea and thiourea) over the temperature range from 288.15 to 303.15 K. The critical micellizationconcentrations (cmc) of drug and drug+additive systems were determined by conductometric technique.With increasing temperature the cmc first increases then decreases. Maximum cmc values were obtainedat 293.15 K with or without additives. In presence of inorganic salts the cmc value decreases which isexplained on the basis of nature and ion size of the added ion. Urea and thiourea also decrease the cmc atlow concentrations (0.2 mmol·L ^-1 urea and 0.1 mmol·L ^-1 thiourea), but, at higher concentrations, increasein cmc is observed. The related thermodynamic parameters are also evaluated and discussed.

以季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)作交联剂, 苯乙烯作共聚单体, 偶氮二异丁腈作引发剂, 在乙醇或其与水的混合溶剂中沉淀聚合制备了交联聚合物微球. 研究了反应时间、交联剂用量以及溶剂中水含量对聚合过程及微球的影响. 结果表明当PETA用量在单体质量的5%-35%之间且反应时间不低于6 h时可制得单分散聚合物微球. 当PETA用量低于20%时, 所得微球的粒径随PETA用量的增加逐渐减小, 粒径分布逐渐变窄; 此后继续提高PETA用量, 微球粒径又逐渐增大, 粒径分布逐渐变宽. 向反应介质中加入水, 可明显提高微球产率及单体转化率, 但其体积分数达30%时, 所得微球分散性变宽. 在此基础上对微球的形成机理也进行了讨论.

采用微乳液法制备了可包载脂溶性和水溶性药物的羧甲基壳聚糖十八烷基季铵盐(OQCMC)乙醇脂质体, 研究了OQCMC乙醇高分子脂质体的相图、粒径和电位、对药物的包封及释放能力及共载水溶性和脂溶性荧光染料后的细胞内递送能力. 结果表明: OQCMC上长链季铵盐分子的取代度和共乳化剂乙醇的加入量对相图中微乳区域的面积影响不大; 微乳液法可制备包载水溶性长春新碱(VCR)、脂溶性消炎痛(IMC)或二者共载的OQCMC载药微球, 微球粒径为(52.40±0.55) nm, 分布均匀; 微乳液体系对VCR的最大载药率为22.7%, 对IMC的最大载药率为20.1%, 二者共载时, VCR的最大载药率为12.2%, IMC的最大载药率为10.0%; 载药微球对药物具有缓控释功能. OQCMC乙醇高聚物脂质体可有效地包载荧光染料异硫氰酸荧光素FITC (水溶性)和尼罗红(脂溶性), 并将二者递送到卵巢癌HO8901细胞内.

使用静态光散射、动态光散射以及原子力显微镜(AFM)研究了疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM)在盐水溶液中的自组装行为. 研究了聚合物分子在不同盐浓度中的表观重均分子量( M _w,a), 均方根回转半径(< R _g>), 流体力学半径(< R _h>), 第二维里系数( _{A 2})的变化, 并根据< R _g>/< R _h>的比值得出聚合物分子的聚集形态. 实验结果表明: 随着盐浓度的增强, 聚合物溶液的分子链由舒展变得卷曲.

采用耗散粒子动力学模拟方法研究了水化Nafion 膜和水化聚乙烯醇(PVA)/Nafion 共混膜的微结构. 模拟结果表明水化Nafion 膜和水化PVA/Nafion 共混膜均能形成相分离的微结构. 在水化Nafion 膜中, 水与磺酸根混合形成管状的水团簇. 随着膜内水含量增多, 管状水团簇的尺寸逐渐变大并在膜内形成连续的水通道. 在水化PVA/Nafion 共混膜中, PVA、水、磺酸根混合形成亲水性区域. 共混膜中PVA的质量分数和水含量共同影响膜的微结构. 当膜中PVA质量分数较低时, PVA主要分布在Nafion 的磺酸根基团周围; PVA质量分数升高后, PVA会在膜内单独成一相. 当膜中的水含量相对较低时, 水分子会溶解于PVA中, 此时膜内不存在单独的水团簇; 膜中的水含量增多后, 膜内会形成接近于球形的水团簇. 本文工作可为直接甲醇燃料电池用的PVA改性Nafion 膜的开发提供参考.

采用自组装技术在单晶硅表面制备了3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)-SiO ₂-APTES复合膜, 并对其表面的组成、结构及摩擦性能进行了表征. 结果表明: 复合膜表面对水的接触角约为63°, 且表面平整、致密, 其平均粗糙度( R_a)约为0.963 nm. 通过原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)观察到夹层中SiO ₂颗粒的粒径约为20-50 nm, 较均匀地分布在第一层APTES膜的表面. 与APTES自组装单层膜(SAMs)相比, APTESSiO ₂-APTES复合膜由于纳米SiO ₂颗粒的引入而表现出更低的摩擦系数和更长的耐磨寿命

采用分步组装的方法, 将正己酰氯、正癸酰氯、正十四碳酰氯和硬脂酰氯按不同比例混合, 接枝到3-(三甲氧基硅烷基)丙基乙烯基二胺(DA)氨基自组装膜表面, 制备出一系列不同链长二元混合自组装薄膜; 通过调节溶液中二元组分的相对比例, 得到一系列不同厚度和不同表面润湿性的纳米有机薄膜; 对薄膜进行了接触角测量、椭圆偏光测厚以及原子力形貌分析, 并用摩擦力显微镜考察了其摩擦学性能. 没有发现相分离现象, 而且研究发现, 随着长碳链分子所占比例的增大, 薄膜的致密度增加, 表面疏水性能增强, 微观摩擦系数也随之减小.

通过阴阳离子表面活性剂复配, 在实际油水体系中获得了超低界面张力. 通过在阴离子表面活性剂分子结构中加入乙氧基(EO)链段, 以及采用阴阳离子加非离子型表面活性剂的三组分策略, 有效解决了混合表面活性剂在水溶液中溶解度问题. 进而研究了阳离子表面活性剂结构、非离子表面活性剂结构、三者组分配比、表面活性剂总浓度等因素对油水界面张力的影响, 从而在胜利油田多个实际油水体系中获得了较大比例范围和较低浓度区域的油水超低界面张力, 部分体系甚至达到了10 ^-4 mN·m ^-1. 由于阴阳离子表面活性剂间强烈的静电吸引作用, 相关体系具有很好的抗吸附能力. 经过石英砂48 h吸附后, 体系仍然具有很好的超低界面张力.

基于Roth、Evans 和Dietrich 有关耗尽势的密度泛函理论研究了硬核Yukawa (HCY)流体中胶体粒子间的耗尽势. 在极稀溶液条件下, 通过计算两个胶体粒子在不同条件下的耗尽势, 分析了HCY流体的相关因素对耗尽势的影响. 结果表明, 胶体粒子与溶剂分子的尺寸比率、HCY流体分子间的相互作用、HCY流体分子的体相密度以及胶体粒子与流体分子之间的相互作用等因素均可对胶体粒子间耗尽势产生显著影响. 研究结果可为实验上调控胶体粒子间的相互作用提供可能的线索.

制备和评价含赖氨酸的甘草次酸弹性囊泡, 并考察赖氨酸在囊泡形成过程中的作用机制. 在水合介质中加入赖氨酸, 利用薄膜-高压均质法制备甘草次酸弹性囊泡. 并合成了甘草次酸赖氨酸盐及其弹性囊泡作为对比制剂. 通过对粒径、zeta 电位、包封率、相转变温度、变形性和体外经皮渗透性的测试, 考察赖氨酸在甘草次酸弹性囊泡中的存在形式及作用. 结果显示加入赖氨酸后, 甘草次酸弹性囊泡的粒径略有降低, 膜相转变温度降低, 包封率和囊泡变形性显著提高, 载药量提高近30倍(1.5 mg·mL ^-1), 并显著高于其赖氨酸盐所形成囊泡的载药量和弹性. 此外, 赖氨酸的加入使弹性囊泡的变形能力增加, 8 h累积透过量和皮肤驻留量分别提高4.3倍和9.2倍. 表明赖氨酸与甘草次酸形成离子缔合物, 促进甘草次酸参与膜的形成, 使膜的流动性增加, 赖氨酸与弹性囊泡对提高囊泡载药量起协同作用.

以非离子表面活性剂聚氧乙烯(20)鲸蜡醇醚(Brij58)为模板, 采用自由基聚合制备得到聚( N-异丙基丙烯酰胺)/Brij58/粘土纳米复合模板水凝胶(PLH). 相比于传统纳米复合水凝胶, PLH水凝胶力学性能与亲水性明显改善. 场发射扫描电镜(FESEM)结果表明: Brij58 的引入导致传统纳米复合水凝胶的孔洞数量增加, 孔与孔相互贯穿, 大孔结构更加规整, 大孔之间由众多小孔连接. 拉伸应力-应变、储能模量和溶胀动力学研究结果表明, 断裂应力、断裂负载和断裂伸长率随Brij58 含量的增加呈先增加后降低的趋势, 然而水凝胶储能模量与最大溶胀度随Brij58含量的增加而增加. 同时, 表面接触角结果表明: 由于Brij58的模板作用和Brij58同粘土之间的吸附作用, 使PLH水凝胶表面接触角先增大后减小.

The behavior of the mixed amphiphilic drug promethazine hydrochloride (PMT) and cationic as well as nonionic surfactants was studied by tensiometry. The cmc values of the PMT-surfactant systems decrease at a surfactant mole fraction of 0.1 and it then becomes constant. The critical micelle concentration (cmc) values are lower than the ideal cmc (cmc^*) values for PMT/TX-100, PMT/TX-114, PMT/Tween 20, and PMT/Tween 60 systems. For the PMT/Tween 40, PMT/Tween 80, PMT/CPC, and PMT/CPB systems the cmc values are close to the cmc* values. This indicates that PMT forms mixed micelles with these surfactants by attractive interactions. The surface excess (Γ_max) decreases in the presence of surfactants. The rigid structure of the drug makes adsorption easier and the contribution of the surfactant at the interface decreases. The interaction parameters β^m (for the mixed micelles) and β^σ (for the mixed monolayer) are negative indicating attraction among the mixed components.

通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、动态光散射、圆二色谱、负染-透射电镜(NS-TEM)和冷冻蚀刻-透射电镜(FE-TEM)等实验方法研究了血红蛋白(Hb)与Span 80/PEG 400/H₂O囊泡间的相互作用及其结构特性. 结果表明: Hb易于吸附在囊泡表面, 使得囊泡的表观半径稍有增大; Hb的肽链在囊泡表面能够逐渐伸开, 特征荧光峰强度显著增强, 部分氨基酸残基进一步暴露, α-螺旋结构含量减少, β-折叠和β-转角结构含量增加, 无规卷曲结构含量基本不变. 囊泡体系中Hb的稳定性与囊泡的稳定性有关.

采用等温滴定量热法、静态荧光猝灭法和电导法系统研究了典型离子液体1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Cnmim][BF₄])在水溶液中的聚集行为, 获得了胶束形成的临界胶束浓度(cmc), 摩尔焓变(ΔH_mic), 摩尔吉布斯自由能变(ΔG_mic), 摩尔熵变(ΔS_mic)以及不同浓度时[Cnmim][BF₄]胶束的平均聚集数等基本参数. 发现这类离子液体的聚集为熵驱动, 阳离子的烷基链越长, ΔG_mic越负, 聚集更容易发生. 此外, 结合[C_nmim]X (X=Cl^-, Br^-)的相关研究发现, 阳离子相同时, 体积越大和疏水性越强的阴离子与头基的结合能力越强, 能有效地降低头基之间的静电排斥, 降低cmc, 利于胶束的形成. 对于[C₁₂mim][BF₄], 添加剂β-环糊精(β-CD)的加入可使cmc增大, ΔH_mic和ΔS_mic减小, 而KBF₄则可使cmc和ΔH_mic减小, ΔS_mic增大.

制备了在修复受损组织方面有应用潜能的纳米级聚(甲基丙烯酸羟乙酯/甲基丙烯酸) (P(HEMA/MAA))微凝胶; 采用试管倒转法对不同pH值和浓度的P(HEMA/MAA)微凝胶分散液的凝胶化相转变行为进行了研究; 借助椎板流变仪考察了低浓度和高浓度微凝胶分散液的流变性能, 并对pH触发物理凝胶化相转变机理进行了推测. 结果表明: 在生理pH值环境下, 一定浓度的P(HEMA/MAA)微凝胶分散液可以发生凝胶化相转变形成凝胶态, pH=7时, HEMA/MAA进料摩尔比为8/2的微凝胶分散液凝胶化后得到的凝胶力学性能最佳, 最大弹性模量(G')可达7.58×10³ Pa; P(HEMA/MAA)微凝胶颗粒在不同条件下具有不同的溶胀效果, 导致低浓度分散液的表观粘度发生相应的变化, 并由此推测出微凝胶颗粒的溶胀过程由外及内, 分为三个阶段; 高浓度微凝胶分散液发生凝胶化相转变主要是由颗粒间或颗粒与分散介质间形成的空间静电稳定作用和氢键共同作用引起的.

为考察无规共聚物在全水相环境中的自组装行为, 合成了结构类似于无规共聚物的低相对分子质量的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM). 尝试改变水溶液pH值来诱导HPAM与羟乙基纤维素(HEC)发生自组装, 采用透射电子显微镜(TEM)观察到不同pH值时分别获得了100 nm的似正方体胶束, 200 nm×100 nm的类椭球胶束, 100 nm的串珠状胶束以及500 nm×300 nm×50 nm的半月形胶束等pH响应性核壳型聚合物胶束. 建立了金在胶束表面原位还原耦合TEM表征方法, 用于检测低衬度聚合物胶束的纳米细节; 配合电子探针X射线微区分析(EPMA)和扫描电子显微镜(SEM), 证实了半月形聚合物胶束的精致分级构造为亲水性内囊@疏水性连续囊壁@亲水性外壳的多泡囊泡, 并证实pH=0.9时多泡囊泡崩解为疏水性内核@亲水性外壳的10 nm类球体小胶束. 通过分析链节质子化状态的pH响应性, 结合zeta电位和吸光度测定结果, 阐释了不同pH值时组成聚合物胶束的核和壳的链段归属, 获得了全水相中HPAM自组装驱动力和形貌方面的全新知识.

合成了一系列三单脂肪链具有盘状结构的三苯基苯衍生物并研究了其在有机溶剂中自组装行为. 结果表明, 该系列衍生物在多种低极性有机溶剂中可以形成稳定的凝胶, 利用小角X射线衍射实验和扫描电子显微镜技术观察到干凝胶的分子排列具有层状结构, 形成纤维状和片层状聚集, 紫外-可见吸收光谱和红外光谱结果表明分子间氢键和π-π共轭堆积效应是形成自组装凝胶的主要驱动力. 在形成凝胶过程中, 凝胶剂分子在溶液中通过盘状中心的π-π共轭堆积效应和酰胺键的分子间氢键作用自组装成层状结构, 层状结构进一步组装形成纤维状和片层状聚集体, 最终形成三维网状结构阻碍溶剂流动形成凝胶.

在气/液界面上, 阳离子表面活性剂可以通过静电作用与阴离子型的脱氧核糖核酸(DNA)分子形成复合膜, 并压缩沉积得到LB(Langmuir-Blodget)膜. 利用表面压-表面积(π-A)曲线、原子力显微镜(AFM)和石英晶体微天平(QCM)研究了阳离子Gemini表面活性剂([C₁₈H₃₇(CH₃)₂N⁺-(CH₂)_s-N⁺(CH₃)₂C₁₈H₃₇]·2Br^-, 简写为18-s-18, s=3, 4, 6, 8, 10, 12)与DNA(双链DNA(dsDNA), 单链DNA(ssDNA))之间的相互作用, 并对18-s-18在不同下相表面的分子面积进行了比较. 实验结果表明连接基团和下相的DNA对Gemini表面活性剂在气/液界面上的性质有很大影响. 此外, Gemini表面活性剂在界面上对DNA的吸附能力与它们之间的相互作用方式密切相关.

采用表面张力、界面张力、荧光、动态光散射(DLS)和冷冻刻蚀电镜(FF-TEM)等方法, 研究了由Bacillus subtilis HSO121所产生的一组表面活性素的胶束化行为. 通过对表面活性素溶液表面张力、表面活性素对水/正己烷界面张力的影响、表面活性素胶束微极性以及胶束粒径和形态的研究, 发现随着表面活性素脂肪链长度的增加, 其表界面活性增强, 溶液中趋向于形成更大的聚集体.

采用分子动力学模拟方法研究了大离子与聚电解质/表面活性剂复合物的相互作用, 考察了大离子的电性、直径、表面电荷、浓度等对其与复合物相互作用的影响. 结果表明, 与聚电解质所带电性相同的大离子对复合物作用不明显, 只有当大离子所带电荷较多时, 才会引导少量表面活性剂从复合物中脱离. 当大离子所带电荷与聚电解质所带电荷电性相反时, 大离子的加入会诱导复合物的解离, 表面活性剂从复合物中释放出来, 甚至导致聚电解质/表面活性剂复合物的完全解离, 从而形成聚电解质/大离子复合物; 大离子所带电荷越多, 诱导作用越明显. 大离子的直径及浓度对其与复合物之间的作用也有很大的影响, 对于所带电荷数相同的大离子而言, 直径越小, 其与复合物的作用越显著, 越容易引导表面活性剂从复合物中解离, 若大离子的表面电荷密度相同, 大离子直径越小, 反而与复合物的作用越弱; 大离子浓度越高, 越易引起复合物的解离, 复合物中聚电解质链上结合的大离子数增多直至饱和, 相应的会出现电荷反转现象.

用稳态和震荡剪切实验研究了水杨酸钠(NaSal)对50 mmol·L^-1阳离子Gemini表面活性剂2-羟基-(三亚甲基-α,ω-双十二烷基三甲基溴化铵和三亚甲基-α,ω-双十二烷基三甲基溴化铵, 简写为12-3(OH)-12和12-3-12)水溶液中形成蠕虫状胶束及其性质的影响. 在无盐状态下, 50 mmol·L^-1的12-3(OH)-12或12-3-12在水溶液中仅形成球状或棒状胶束. NaSal可促进上述两体系胶束的生长, 生成蠕虫状胶束. 比较而言, 12- 3(OH)-12对NaSal更敏感, 可以在低盐浓度下生成蠕虫状胶束. 而且与12-3-12体系相比, 12-3(OH)-12生成了更长的蠕虫状胶束. 这些差别在于12-3(OH)-12体系中存在羟基连接链之间的氢键作用, 这增加了12- 3(OH)-12头基的亲水性, 促进了反离子的解离, 增大的胶束表面电荷密度更强烈地结合水杨酸根反离子, 减小了头基间的静电斥力, 反过来又增强了分子间氢键, 致使 12-3(OH)-12胶束迅速生长.

含六重氢键寡聚芳酰胺双分子链在没有相应互补链的情况下, 其中一条链发生自组装. 通过紫外-可见(UV-Vis)光谱、动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等实验手段, 对其自组装行为进行了研究. 实验结果表明, 在1,2-二氯乙烷中随温度升高在紫外区吸收发生蓝移, 说明酰胺自组装体部分解聚. 该分子链在不同极性的溶剂中都能发生自组装, 并随极性不同表现为不同的形貌. 如在甲苯中呈网状结构, 在极性相对较弱的二氯甲烷和环己烷的混合溶剂中为不规则的蜂窝状结构, 而在三氯甲烷和甲醇组成的极性混合溶剂中则组装成稳定的实心微球, 其直径随着浓度升高而增大, 通过在乙腈中的降温过程, 观察到组装体形貌由管状纤维向实心球的转变.

以香豆素二硫化物(C-S-S-C)/三丁基膦(Bu₃P)/H₂O复合体系为链转移剂, 偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂, 4-乙烯基吡啶为单体制备了末端含有疏水性香豆素光响应基元的光敏感遥爪聚合物(聚4-乙烯基吡啶(C-P4VP)). 用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、凝胶渗透色谱(GPC)、氢核磁共振(¹H-NMR)等对该聚合物进行了结构表征. 研究显示该遥爪聚合物可在不同pH值(pH=3-6)的酸性水溶液中自组装成胶束, 且随体系酸值的降低, 聚合物胶束结构由松散变为紧密, 同时香豆素端基的光二聚反应程度呈现先下降后上升的趋势.

制备了一种脂肪酸酯双磺酸盐型双子表面活性剂, 利用粘度法、界面张力法和原子力显微镜研究了疏水缔合聚丙烯酰胺与双子表面活性剂在溶液中的相互作用. 实验结果表明: 疏水缔合聚丙烯酰胺在溶液中能够通过自组装形成疏水微区并发展成网络结构, 疏水微区与表面活性剂在溶液中能形成混合胶束; 当一定量的表面活性剂加入时, 对疏水缔合聚丙烯酰胺的自组装起促进作用, 而过多双子表面活性剂的加入又会对聚合物分子的自组装起抑制作用, 从而显著影响疏水缔合聚丙烯酰胺的溶液性质, 随着表面活性剂浓度的增加, 聚合物溶液粘度先增加、再降低; 同时, 疏水缔合聚丙烯酰胺对双子表面活性剂的界面性能也有较大影响, 聚合物的加入使双子表面活性剂降低油/水界面张力的能力下降, 油/水界面张力达到平衡所需时间延长.

利用正、负离子表面活性剂混合体系月桂酸钠/十六烷基三甲基溴化铵(SL/CTAB)成功实现了正丁醇的凝胶化, 并借助流变仪、扫描电子显微镜(SEM)研究了该凝胶的流变性质和微观形貌. 实验发现, 正、负离子表面活性剂的浓度及混合比例对正丁醇凝胶的形成具有较大影响, 只有在合适的浓度和混合比例下正丁醇才能被有效地凝胶化. 在正丁醇能够形成凝胶的前提下, 固定正、负离子表面活性剂混合体系中某一组分的浓度, 体系的粘度随着另一组分浓度的增加而增大. 流变结果表明该凝胶具有剪切变稀的非牛顿流体特性. 微观形貌的研究表明所形成的凝胶具有典型的三维网络结构, 厚度相对均一的带状纤维是组成网络的结构单元. 进一步的研究表明, 正、负离子表面活性剂碳氢链的疏溶剂作用、极性头基间的静电吸引作用、表面活性剂与正丁醇分子间的氢键作用对凝胶的形成起到重要的作用.

应用紫外光谱、荧光探针、zeta 电位、动态光散射和凝胶电泳等方法探讨了阳离子gemini 表面活性剂C₁₂H₂₅N⁺(CH₃)₂―(CH₂)₆―(CH₃)₂N⁺C₁₂H₂₅·2Br^-(12-6-12)与DNA之间的相互作用. 研究结果表明, 与传统表面活性剂相比, 偶联表面活性剂特殊的分子结构使其与DNA的作用更强烈. DNA引导表面活性剂在其链周围形成类胶束结构, 开始形成类胶束时对应的表面活性剂临界聚集浓度(CAC)比纯表面活性剂临界胶束浓度(CMC)低两个数量级. CAC与DNA的浓度无关, 而与表面活性剂之间的疏水作用以及表面活性剂与DNA之间的静电吸引作用密切相关. Zeta 电位和凝胶电泳结果显示了DNA链所带负电荷逐渐被阳离子表面活性剂中和的过程. 借助原子力显微镜(AFM)成功观察到了松散的线团状DNA, 球状体随机地分散在DNA链上形成类似于串珠的结构、尺寸较大的球形复合物以及其由于吸附多余的表面活性剂重新带正电而被溶解得到的较小DNA/12-6-12聚集体. 圆二色(CD)光谱结果显示, 12-6-12可以诱导DNA的构象发生改变.