免费论文摘要：功效性资料与微底栖生物间界面电荷传播动作和调节和控制体制的接洽

  化石动力的过渡开拓与耗费以及保守动力本领的缺点，使得人们对可复活且情况和睦的新式动力需要日趋激烈。微底栖生物燃料干电池(MFC)将传染物的降解与火力发电完备贯串，面面俱到，具备很好的运用远景。但是，微底栖生物与阳极间低效的界面电荷传播，以及电荷传播的不行控性，控制了MFC本领的普遍运用。 动作一种典范的功效性资料，导热会合物纳米资料不只具备特殊的氧化恢复活性、可控的导热性、崇高的情况宁静和底栖生物相容性、容易构造化制备等便宜，而且具备纳米资料高的比外表、尺寸效力等，被普遍地运用于MFC阳极。但是，运用导热会合物可逆的氧化恢复性，调节和控制微底栖生物与电极间胞外电荷传播(EET)的接洽还未见通讯。其余，微底栖生物与电极间的电荷传播是典范的界面进程，而阳极的界面浸湿性对微底栖生物电荷传播的感化也未见通讯。鉴于此，本舆论运用导热会合物可控的氧化恢复活性以及阳极可控的界面浸湿性，革新微底栖生物与电极间电荷传播功效，安排界面电荷传播进程，博得的重要接洽功效如次： 1. 经过电化学氧化会合法，制备了聚苯胺纳米阵列(PANI-NA)阳极，该阳极可革新微底栖生物(S. loihica PV-4)胞外电荷传播功效。其余，初次揭穿了氧化态PANI具备液体电子穿越体的效率，调节和控制细菌胞外电荷传播进程。接洽截止表白，在各别附加氧化恢复电位下，聚苯胺的氧化水平各别，随氧化水平升高，聚苯胺的醌环因素比率减少，普及了EET功效，所以可经过电化学电位调节和控制EET动作；其余，PANI-NA的阵列纳米构造极地面革新了细菌与电极的彼此效率，进一步巩固EET进程。该处事揭穿的导热会合物的氧化恢复态调节和控制细菌EET的体制，为安排高效微底栖生物燃料干电池或底栖生物电体例供给了新的本领。 2. 沿用电化学氧化会合法，安排并制备了聚吡咯(PPy)纳米纤维阳极，该PPy电极具备革新和宁静细菌S. loihica PV-4交流电输入的效率。在+0.2 V (vs. Ag/AgCl)附加电位时，S. loihica PV-4输入的交流电密度达92 mA/m2，远高于惯例的碳、金和ITO阳极(小于16 mA/m2)，并维持长功夫高效的阳极交流电输入(> 100 h)。接洽表白，在具备氧化恢复活性的PPy纳米纤维的开辟效率下，细菌在电极外表产生特殊的三维多孔网状底栖生物膜。所以，PPy自己的氧化恢复个性和三维多孔底栖生物膜的共同效力，是保护S. loihica PV-4高效阳极交流电输入的要害成分。该PPy纳米纤维崇高的本能在底栖生物电范围表露出极大的运用远景。 3. 以三巯基丙基三甲基硅烷以及正丙基三氯硅烷为化装剂，经过化学化装辨别制备出交战角辨别为62°、103°的亲、疏水ITO阳极，并经过阳极浸湿性实行了调节和控制S. loihica PV-4细胞EET的进程。在恢复电位下(-0.2 V vs. Ag/AgCl)，S. loihica PV-4与亲水力发电极之间的EET功效简直为疏水力发电极的2倍。接洽创造，细菌与各别浸湿性电极之间的彼此效率各别，进而引导细菌外膜上传播电子的细胞色素C的氧化恢复状况各别，在亲水力发电极上，细胞色素C更多地居于恢复态，这利于于革新EET功效；差异，电极的疏水性，会引导恢复态细胞色素C的比率缩小，贬低EET的传播功效。本处事初次展现了电极的界面浸湿性调节和控制细胞色素C的氧化恢复态，并所以安排微底栖生物EET的体制，该接洽截止对为高效MFC的接洽翻开了新的视角。 4. 沿用电化学氧化会合的本领，安排与制备液下超疏油PANI纳米纤维膜，并经过遏制电化学电位实行了对油滴可控的粘附力，实行了由低粘附滚动静(0.43 V vs SCE)到高粘附粘着态(-0.2 V或0.8 V vs. SCE)可逆变化，这一变化展现出很好的反复性与宁静性。揭穿了PANI纳米纤维膜浸湿性变化的机理：当聚苯胺为中央氧化态时(0.43 V vs SCE)，洪量对阴离子掺杂加入到会合物链使得PANI外表产生了固/液复合界面，所以，油滴展现出超疏油低粘附态，反之，全恢复态和全氧化态的聚苯胺(-0.2 V或0.8 V vs. SCE)没有对阴离子的掺杂，油滴与PANI链的彼此效率巩固，局部油滴加入到PANI间隙中，使PANI外表表露高粘附态。要害的是，运用纳米PANI液下超疏油且粘附力智能可控的个性，不妨将其动作“智能板滞手”，实行油滴的无害传输。

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