ATRP表面改性三维静电纺丝纳米纤维气凝胶及其在酶固定化领域的应用研究

基本信息
批准号:51703007
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:王朝
学科分类:
依托单位:北京化工大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:许文集,胡磊,张奇男
关键词:
静电纺丝再生纤维素酶固定化原子转移自由基聚合电纺气凝胶
结项摘要

Recently, 3D electrospun aerogel fabricated by short electrospun nanofibers has become a hotspot in electrospinning field. 3D electrospun aerogel retains most advantages of the electrospun nanofibers, besides, it has many distinguished features, such as tunable shape and excellent absorption property. However, researches on 3D electrospun aerogel are still at their early stage, i.e. using bulk materials with different properties to achieve different applications. In order to broaden the applications field of the 3D electrospun aerogels, surface modification would be an important developing direction. In this project, we aimed to prepare 3D electrospun aerogels with high porosity, high surface area, uniform pore distribution, low density and good mechanical properties from electrospun regenerated cellulose nanofibers. Subsequently, atom transfer radical polymerization (ATRP) method will be used to surface modify the 3D electrospun regenerated cellulose aerogels and their potential application in enzyme immobilization field will be explored. This project, for the first time, proposes the concept of the ATRP surface modification of 3D electrospun aerogel, which provides a new stratagem to the future development of 3D electrospun aerogel; in addition, it is a significant guiding for developing novel and highly effective matrix materials for enzyme immobilization.

利用静电纺丝纳米纤维为基体材料制备三维电纺气凝胶是近几年静电纺丝领域研究的热点,三维电纺气凝胶保留了静电纺丝纳米纤维的基本优点,且形状可控,具有优异的吸附性能。但是,目前电纺气凝胶的研究仍处于起步阶段,仅通过改变制备电纺气凝胶的原料来实现不同用途。为了进一步拓宽其应用领域,对电纺气凝胶进行表面改性将是电纺气凝胶的未来发展方向。因此,本项目首先利用静电纺丝再生纤维素纳米纤维为原料,制备具有高孔隙率、高表面积、均匀孔径分布、低密度及优良力学性能的电纺再生纤维素气凝胶,然后通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法对其进行表面改性,并探索改性后电纺气凝胶在酶固定化领域的应用。本项目首次提出利用ATRP方法表面改性电纺气凝胶,为电纺气凝胶未来研究发展提供了新思路;另外,将改性电纺气凝胶应用到酶固定化领域,对开发新型、高效的酶固定基体材料具有重要指导意义。

项目摘要

利用静电纺丝纳米纤维为基体材料制备三维电纺气凝胶是近几年静电纺丝领域研究的热点 ,三维电纺气凝胶保留了静电纺丝纳米纤维的基本优点,且形状可控,具有优异的吸附性能。为了拓宽其应用领域,对电纺气凝胶进行表面改性将是电纺气凝胶的未来发展方向。本项目以静电纺丝再生纤维素纳米纤维为原料,制备具有高孔隙率、高表面积、均匀孔径分布、低密度及优良力学性能的电纺再生纤维素气凝胶,然后通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法在其表面分别接枝不同长度的PHEMA和PDMAEMA聚合物分子刷,并探索改性后电纺气凝胶在漆酶固定化领域的应用。实验结果表明,通过三维网络重构法制备的三维电纺气凝胶形貌良好,具有独特的多级网孔结构,经过ATRP改性后得到的NFAs-poly(HEMA)和 NFAs-poly(DMAEMA)功能性纳米纤维表面虽然出现了明显的粗糙,但是仍然保持着良好的纤维形态,相比于未改性的再生纤维素气凝胶的酶固定量,接枝单体的气凝胶漆酶固定量均有增加。本项目首次提出利用ATRP方法表面改性电纺气凝胶,为电纺气凝胶未来研究发展提供了新思路;另外,将改性电纺气凝胶应用到酶固定化领域,对开发新型、高效的酶固定基体材料具有重要指导意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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