物联网-智慧传输-功能化聚苯乙烯纳米微球的制备及其在重金属检测传感器上的应用.pdf

物联网，作为一个全球性的技术趋势，正在推动各行各业的智慧化发展，包括信息传输和处理的高效化。在这个领域，智慧传输是指通过智能网络实现数据的快速、准确和安全交换，为各种应用提供支持。在本文中，我们将关注物联网的一个具体应用——功能化聚苯乙烯纳米微球在重金属检测传感器中的应用。 聚苯乙烯纳米微球由于其独特的尺寸，处于原子团簇的过渡区域和宏观系统之间，拥有高比表面积的特性，这使得它们在生物医学聚合物领域具有重要价值。当前研究的重点是制备直径小于30纳米的聚合物纳米粒子，特别是那些具有可调节功能性表面的粒子，因为它们与生物大分子（如氨基酸和蛋白质）之间的尺寸依赖性和相互作用有显著关系。 在生物医药、药物传递、有机材料固相合成等领域，单分散聚苯乙烯微球作为载体有着广泛的应用。尤其是经过SH-表面修饰的纳米粒子，常被用于药物释放、生物传感器以及蛋白质合成分析。聚苯乙烯树脂中的硫元素可以作为一种识别组件，在重金属检测传感器中发挥作用，能够检测一定范围内的任意浓度重金属离子。 为了制备这些功能化的纳米粒子，传统的乳液聚合方法被扩展为差分微乳液聚合技术。这种方法改变了单体的添加方式，通过不同比例的单体进行聚合，可以在低单体/乳化剂比例下得到粒径均匀且尺寸小的聚合物纳米粒子。实验中，采用苯乙烯和4-乙烯基苯氯作为共聚单体，二乙烯基苯作为交联剂，过氧化二硫酸钾（KPS）作为引发剂，十二烷基硫酸钠（SDS）作为表面活性剂，通过差分微乳液聚合制备了氯甲基化聚苯乙烯微球。在特定条件下（苯乙烯/4-乙烯基苯氯=1：1，M1/M2=3：2，SDS/M=1：5（质量比）），制得的微球粒径约为25纳米。 接着，利用这些氯甲基化微球，可以通过硫醇化反应制备硫醇聚苯乙烯（Thiol-PS）纳米粒子。这些纳米粒子在重金属检测传感器上表现出优异的性能，能够敏感地检测环境或生物样品中的重金属离子，为环境保护和生物医学研究提供了重要的技术手段。 物联网智慧传输技术通过功能化聚苯乙烯纳米微球的应用，实现了对重金属离子的有效检测，这不仅对于环境监测，也对于生物医学领域的创新具有深远的影响。未来，随着技术的进一步发展，我们可以期待更加智能化和灵敏的传感器，为物联网时代的环境保护和健康管理提供更强大的工具。