Reprogrammable and Light-Adaptive Mechanical Gradients in Waterborne High-Performance Nanocellulose Materials
水性高性能纳米纤维素材料中的可重编程和光自适应机械梯度
基本信息
- 批准号:289996893
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2016
- 资助国家:德国
- 起止时间:2015-12-31 至 2019-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Mechanical gradients are ubiquitous in nature (attachment of ligaments to bones) and serve stress delocalization and optimize mechanical properties with regard to toughness, stiffness and abrasion resistance. They are inspiring for future synthetic materials in both structural as well as functional applications, where they can provide tougher joints between stiff and elastic materials, allow morphing procedures in structured, responsive hydrogels, or instruct cell fate and migration. Conceptually, gradient materials can be divided into (i) lateral and sandwich type gradients, (ii) 2D versus 3D patterned materials, and (iii) in terms of complexity from a one-time, irreversibly written gradient to a reprogrammable/rewritable gradient to an adaptive gradient. The central aim of this proposal is to implement, understand and exploit one-way and reversible photochemical conjugations to structure permanent, reprogrammable and light adaptive lateral gradients in mechanical properties to engineer mechanically superior and transparent hybrid nanopapers composed of highly defined complementary cellulose nanofibrils and polymers. We focus on three generations of CNF/polymer hybrid nanopapers with evolving complexity and property levels: (i) One-way gradients with self-reporting and irreversible photo-conjugations, (ii) Rewritable gradients using reversible photo-conjugations, (iii) Light-adaptive mechanical gradients exploiting the dynamics of reversible photo-conjugations. To address these interdisciplinar and multiscale challenges, we forge a coherent consortium of two complementary research groups to merge the required expertise in highly efficient photochemistry, precision macromolecular synthesis and surface engineering (Barner-Kowollik, KIT) with nanocellulose, colloid science, biomimetic nanocomposites and advanced mechanical testing (Walther, DWI). Jointly we aim at an integral understanding from the fundamental kinetics of the photochemical reactions via nano-/meso-/top-down structuring to molecularly controlled complex macroscale mechanical properties.
机械梯度本质上是普遍存在的(韧带附着在骨骼上),并在韧性,僵硬和耐磨性方面提供应力脱位并优化机械性能。它们激发了在结构和功能应用中的未来合成材料的启发,它们可以在僵硬和弹性材料之间提供更艰难的接头,允许在结构化的,响应的水凝胶或指导细胞命运和迁移中进行变形程序。从概念上讲,可以将梯度材料分为(i)横向和三明治型梯度,(ii)2D对3D图案材料,以及(iii)从一次不可逆写入梯度到可重编程/可重写的梯度到的复杂性到(iii)自适应梯度。该提案的核心目的是实施,理解和利用机械性能中的永久性,可重编程和光自适应侧向梯度来构建机械性能的永久性,可重编程和光自适应的横向梯度,以使机械上较高和透明的混合纳米型组成,由高度确定。我们专注于三代CNF/聚合物混合动力纳米纳米仪,具有不断发展的复杂性和财产水平:(i)具有自我报告和不可逆的照片连接的单向梯度,(ii)使用可逆的照片折叠式置换,(iii)光线(iii)光线(iii)光线 - 适应机械梯度,利用可逆光合缀合的动力学。为了应对这些跨学科和多阶段的挑战,我们建立了一个连贯的联盟,由两个互补的研究小组组成,以合并高效的光化学,精密型摩克分子合成和表面工程(Barner-Kowollik,kit,kit)中所需的专业知识,并将高级机械测试(Walther,DWI)。我们共同旨在通过纳米/中/自上而下的结构对光化学反应的基本动力学进行积分理解,从分子控制的复杂宏观机械性能。
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Fully independent photochemical reactivity in one molecule.
一个分子中完全独立的光化学反应
- DOI:10.1039/c9cc04781f
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:4.9
- 作者:D. E. Marschner;C. O. Franck;D. Abt;H. Mutlu;C. Barner-Kowollik
- 通讯作者:C. Barner-Kowollik
Access to Disparate Soft Matter Materials by Curing with Two Colors of Light
- DOI:10.1002/adma.201807288
- 发表时间:2019-02-22
- 期刊:
- 影响因子:29.4
- 作者:Bialas, Sabrina;Michalek, Lukas;Barner-Kowollik, Christopher
- 通讯作者:Barner-Kowollik, Christopher
Photochemical ligation meets nanocellulose: a versatile platform for self-reporting functional materials
- DOI:10.1039/c8mh00241j
- 发表时间:2018-05-01
- 期刊:
- 影响因子:13.3
- 作者:Hoenders, Daniel;Guo, Jiaqi;Walther, Andreas
- 通讯作者:Walther, Andreas
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Professor Dr. Christopher Barner-Kowollik其他文献
Professor Dr. Christopher Barner-Kowollik的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Professor Dr. Christopher Barner-Kowollik', 18)}}的其他基金
Bioorthogonal Nanodiamond / Glycopolymer Hybrid Design to Simulate the Structure of Viruses
生物正交纳米金刚石/糖聚合物杂化设计模拟病毒结构
- 批准号:
271285424 - 财政年份:2015
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Polymeric Nanocarriers for the Visualization and Quantification of Molecular Release
用于分子释放可视化和定量的聚合物纳米载体
- 批准号:
265519003 - 财政年份:2014
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
ERA-Chemistry: Photo-Triggered End-Group Conversion of Synthetic Polymers Prepared via Light-Induced Initiation Pathways
ERA-Chemistry:通过光诱导引发途径制备的合成聚合物的光触发端基转化
- 批准号:
251443177 - 财政年份:2014
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Biomolecular Patterning of 3-Dimensional Polymeric Microscaffolds for Targeted Cell Attachment
用于靶向细胞附着的 3 维聚合物微支架的生物分子图案
- 批准号:
241508177 - 财政年份:2013
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Synthesis and Mechanical Properties of Linear and Long-Chain Branched Homopolymer Topologies via Modular Ligation
通过模块化连接的线性和长链支化均聚物拓扑的合成和机械性能
- 批准号:
216692037 - 财政年份:2012
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Cyclodextrin-vermittelte RAFT-Polymerisation als Zugang für komplexe makromolekulare Strukturen
环糊精介导的 RAFT 聚合作为复杂大分子结构的门户
- 批准号:
178687492 - 财政年份:2010
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Efficient Switching of RAFT to Hydroxy Capped Polymers as Versatile Scaffolds for Block Copolymer Synthesis
RAFT 有效转换为羟基封端聚合物作为嵌段共聚物合成的多功能支架
- 批准号:
165300460 - 财政年份:2010
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Orthogonal Modification of Biopolymers with Variable Peptide Sequences via Ultra-Rapid Covalent Modification
通过超快速共价修饰对具有可变肽序列的生物聚合物进行正交修饰
- 批准号:
175717199 - 财政年份:2010
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Photo-Induced Polymerization Reactions: Quantitative Information via Mass Spectrometry and Femtosecond Pump-Probe Absorption Studies
光诱导聚合反应:通过质谱和飞秒泵浦探针吸收研究获得定量信息
- 批准号:
158927932 - 财政年份:2009
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Facile synthesis of macromonomers and their utilization for building complex polymer architectures
大分子单体的简便合成及其用于构建复杂聚合物结构的用途
- 批准号:
101210796 - 财政年份:2009
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
相似国自然基金
基于自适应时变湍流干扰预处理的微弱光鬼成像方案研究
- 批准号:62301217
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
自适应捷变频宽带高精度太赫兹光梳光谱及应用研究
- 批准号:62375173
- 批准年份:2023
- 资助金额:54 万元
- 项目类别:面上项目
基于光频自适应调控的微探头式超精密激光干涉测量技术
- 批准号:62305090
- 批准年份:2023
- 资助金额:20 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于载流子输运混合调控的垂直架构光自适应神经形态晶体管研究
- 批准号:62374033
- 批准年份:2023
- 资助金额:48 万元
- 项目类别:面上项目
基于自适应动态规划方法的分布式光伏电源并网电压最优协调控制
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Chromaticity-adaptive direct white light generation from luminescent carbogenic nanomaterials coupled with nanophotonic cavity
发光碳原纳米材料与纳米光子腔耦合产生色度自适应直接白光
- 批准号:
24K17589 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Technologies for High-Throughput Mapping of Antigen Specificity to B-Cell-Receptor Sequence
B 细胞受体序列抗原特异性高通量作图技术
- 批准号:
10734412 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Precision Medicine in Alzheimer’s Disease: A SMART Trial of Adaptive Exercises and Their Mechanisms of Action Using AT(N) Biomarkers to Optimize Aerobic-Fitness Responses
阿尔茨海默病的精准医学:使用 AT(N) 生物标志物优化有氧健身反应的适应性运动及其作用机制的 SMART 试验
- 批准号:
10581973 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Time Restricted Feeding in Diet Induced Obesity Improves Aortic Damage and Endothelial Function Through Reducing Th17 Cells
饮食中的限时喂养通过减少 Th17 细胞改善主动脉损伤和内皮功能
- 批准号:
10606103 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
An Autonomous Rapidly Adaptive Multiphoton Microscope for Neural Recording and Stimulation
用于神经记录和刺激的自主快速自适应多光子显微镜
- 批准号:
10739050 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别: