基于超分子作用的形状记忆弹性体的本征自修复行为及其机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11902099
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0808.多场耦合与智能结构力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

In the application, shape memory polymers mostly have low reusability, aging or even damage during cyclic using, decreased recovery rate, and poor structural stability, etc., which affect the service life and the scope of application. If the shape memory polymers possess self-healing properties, the service life can be effectively extended. The existing self-healing shape memory polymer has the problems of lack of systematic molecular structure design theory support, complicated preparation process, difficulty in realizing intrinsic self-healing or unclear of the healing mechanism. Based on this background, this project studies the intrinsic self-healing behavior and its mechanism of the shape memory elastomer based on supramolecular interactions. It is proposed to design and prepare shape memory elastomers with intrinsic self-healing properties starting from the construction of supramolecular polymers. At the same time of material preparation and performance analysis, a complete molecular dynamics model was established to explore the relationship between its aggregation structure, self-healing mechanism and shape memory behavior. Solve key technical problems such as damage reduction and rapid self-healing of the shape memory elastomers. Establish a molecular structure design theory that improves the recovery rate and service life of shape memory elastomers and broadens their range of application. The study of this proposal will provide powerful theoretical and experimental support for the design and fabrication of intrinsic self-healing shape memory elastomers.
形状记忆聚合物在应用中大多存在重复使用率低、循环使用时出现老化甚至破坏、回复率下降、结构稳定性变差等现象,影响材料的寿命及使用范围。如赋予其自修复性能,则可有效延长材料使用寿命。现有自修复形状记忆聚合物存在缺乏系统的分子结构设计理论支撑、制备工艺繁琐、难以实现本征自修复或修复机制不明确等问题。本项目基于该背景,进行基于超分子作用的形状记忆弹性体的本征自修复行为及其机理研究。提出从构建超分子聚合物出发,设计和制备具有本征自修复性能的形状记忆弹性体。在完成材料制备和性能分析的同时,建立完善的分子动力学模型,探究其聚集态结构、自修复机制以及形状记忆行为的关系,解决形状记忆弹性体材料在使用过程中的损伤降低和快速修复等关键技术问题,建立系统的提高形状记忆弹性体的回复率及使用寿命、拓宽其使用范围的分子结构设计理论。该项目的研究将为设计和制备本征自修复型形状记忆弹性体提供有力的理论和实验支撑。

结项摘要

本项目针对形状记忆聚合物在应用中大多存在重复使用率低、循环使用时出现老化甚至破坏、回复率下降、结构稳定性变差等问题,开展了基于超分子作用的形状记忆弹性体的本征自修复行为及其机理研究。首先完成了具有本征自修复性能的超分子形状记忆弹性体的材料设计,通过锌离子与端羧基聚丁二烯、聚苯乙烯-乙烯基吡啶配对,成功制备了基于金属配位超分子作用的自修复聚丁二烯橡胶。并在该橡胶体系中添加零维纳米材料氧化碳纳米洋葱,增强了橡胶的机械性能与自修复性能,实现了材料功能的多元化和寿命的延长;研究了基于超分子作用的形状记忆弹性体的本征自修复性能的驱动方法,实现了对自修复性能和形状记忆性能的优化控制,所制备的超分子弹性体具备形状记忆辅助自修复效应,该效应可显著缩短自修复所需时间;进一步建立了形状记忆弹性体自修复性能的量化评价方法和基于超分子体系微结构自组装理论的形状记忆自修复材料多功能材料设计方法。研究成果为形状记忆辅助自修复的微观体系结构提供了设计依据,对推动智能多功能材料的推广应用具有重要意义。基于本项目的研究内容,在Polymers、Polymer Degradation and Stability等高水平期刊上发表SCI收录论文3篇,申请发明专利1项,参加第32届自适应结构与技术大会(ICAST2022)及国际先进材料与制造工程学会年会(SAMPE2022)等国际会议并做口头报告,培养硕士研究生4名,本科生若干名,协助培养博士研究生1名。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
An easy multiple-layer evaporation method to prepare SiOxCy sub-microwires with notable transmittance properties
一种简单的多层蒸发方法来制备具有显着透射率特性的 SiOxCy 亚微米线
  • DOI:
    10.1016/j.materresbull.2022.111794
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Materials Research Bulletin
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Xiaobo Gong;Kun Wang;Zhengzheng Dang;Tao Zhang;Fang Xie;Bo Zhong;Long Xia;Xiaoxiao Huang;Guangwu Wen
  • 通讯作者:
    Guangwu Wen

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其他文献

猫初级视皮层神经元的双眼整合反应特性研究
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    史学锋;张腾月;王嘉星;许丽敏;赵堪兴;宁玉贤;谢芳
  • 通讯作者:
    谢芳
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    周建平
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  • 期刊:
    Tetrahedron Letters
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    1.8
  • 作者:
    谢芳
  • 通讯作者:
    谢芳
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    刘丽凡
基于XGBoost的电动汽车用异步电机全工况并且高精度的电流预测方法研究
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邱臣铭;王群京;谢芳;钱喆
  • 通讯作者:
    钱喆

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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