基于生物分子模板構(gòu)建聚吡咯微納米結(jié)構(gòu).pdf

1、聚吡咯(PPy)是一種具有優(yōu)良電化學(xué)活性和生物相容性的導(dǎo)電高分子，在組織工程、藥物釋放、防腐、傳感器和超級(jí)電容器等諸多領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)文獻(xiàn)表明，利用導(dǎo)電高分子獨(dú)特的摻雜性能，可以將肝素鈉、透明質(zhì)酸、膠原以及酶等生物分子作為摻雜劑導(dǎo)入PPy中，用以增強(qiáng)導(dǎo)電高分子的生物活性。值得指出的是，某些生物分子還可以作為模板用于制備納米材料。在過去幾年中，人們采用蛋白質(zhì)、多糖以及DNA等多種生物分子作為模板先后制備了金、銀和碲等無機(jī)材料納米

2、線。但目前很少有以生物分子為模板制備導(dǎo)電高分子PPy納米材料的相關(guān)報(bào)道。事實(shí)上，使用生物分子為模板制備PPy納米材料，可將導(dǎo)電高分子納米材料的獨(dú)特性能與生物分子的優(yōu)良性能結(jié)合起來，因此具有重要的研究?jī)r(jià)值。在這樣的背景下，本文主要探討采用幾種線型生物分子為模板誘導(dǎo)制備PPy微、納米材料的方法。主要研究?jī)?nèi)容如下： ⑴以透明質(zhì)酸鈉、淀粉、殼聚糖和明膠等生物分子為模板采用電化學(xué)法在室溫下制備出表面光滑的PPy納米線。此法具有操作簡(jiǎn)單、條

3、件溫和(室溫)、制備時(shí)間短(30～600s)、納米線直徑可控、成本低、安全無毒、環(huán)境友好(近中性磷酸鹽緩沖液)以及一步制備無需后續(xù)處理等優(yōu)點(diǎn)。 ⑵系統(tǒng)考察了濃度(生物分子、吡咯單體、高氯酸鋰和磷酸鹽)、溶液pH值、制備方法、電極材料以及聚合時(shí)間等因素對(duì)PPy納米線形貌的影響。研究發(fā)現(xiàn)，PPy納米線的直徑可以通過調(diào)節(jié)單體濃度(0.03～0.21M)和生物分子濃度(0.002～0.08 wt％)控制其在50～95 nm范圍內(nèi)變化。制

4、備PPy納米線時(shí)，制備方法可以選擇恒電位法、恒電流法和循環(huán)伏安法，電極材料可以是導(dǎo)電玻璃(ITO)、鈦、金、石墨以及不銹鋼等。然而，在反應(yīng)體系中不加入生物分子只能制得普通形貌的PPy。因此，我們初步提出了以線性生物分子長(zhǎng)鏈為模板誘導(dǎo)制備PPy納米線的機(jī)理。 ⑶在含有淀粉的溶液里，當(dāng)吡咯單體濃度較高(≥0.28M)時(shí)，在鈦電極上可制備高為4～7μm，下端直徑約為1.5μm，上端有明顯的孔洞，孔徑為100～200 nm的PPy錐形管