低动态生热的新型橡胶纳米复合材料的设计与制备的模拟与实验研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51873006
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0304.通用高分子材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

In this project, for various kinds of nanoparticles(NPs) reinforced rubber nanocomposites, we mainly develop the dispersion technique to realize the homogeneous distribution of the NPs, and study the relation between the dispersed morphology of the NPs and the dynamic heat build-up of the composite through the combination of molecular dynamics simulation and experiment. In this project we focus our attention on the following scientific issues: (1)to study the kinetics and thermodynamics of realizing the homogeneous dispersion of the NPs through molecular dynamics simulation, (2)to predict the dispersed structure and the dynamic heat build-up of rubber nanocomposites under the dynamic tension and shear deformations, (3)to prepare rubber nanocomposites with a well dispersed state of NPs with different shapes by modifying the kind of the NPs and the rubber matrix, and determine the effect of the structural parameters on the dispersed structure and dynamic heat build-up,(4)On the basis of this, we hope to synthesize and fabricate novel rubber nanocomposites with a homogeneous dispersion of the NPs through the experimental approach, and characterize the dynamic heat build-up under the dynamic loading-unloading, and validate the simulated results. These results are expected to provide scientific basis and theoretical guidance for the design and fabrication of high performance rubber products with low dynamic heat build-up and long service life.
本项目提出结合分子动力学模拟与实验相结合,对不同填料增强橡胶复合材料,重点发展出实现填料均匀分散的技术,开展填料分散形貌与复合材料动态生热关系的研究。本项目中将重点研究以下几个问题:(1)通过分子动力学模拟研究实现填料均匀分散的动力学与热力学过程;(2)模拟预测橡胶复合材料在动态拉伸与动态剪切过程中填料分散结构与动态生热之间的关系;(3)改变不同的填料与橡胶基体,制备出具有不同形状填料但均匀分散的橡胶复合材料,研究系列结构因素对填料分散结构与动态生热关系的影响;(4)在上面基础上,通过实验的手段与方法,合成与制备出具有填料均匀分散形貌的新型橡胶纳米复合材料,对外力加载下动态生热进行表征,并对模拟预测结果进行验证。为高性能、低动态生热与长寿命的橡胶制品的设计与制备提供科学依据和理论指导。

结项摘要

本项目提出了结合分子动力学模拟与实验相结合,对不同填料增强橡胶复合材料,重点发展出实现填料均匀分散的技术,开展填料分散形貌与复合材料动态生热关系的研究。本项目中将重点研究以下几个问题:(1)通过分子动力学模拟研究实现填料均匀分散的动力学与热力学过程; (2)模拟预测橡胶复合材料在动态拉伸与动态剪切过程中填料分散结构与动态生热之间的关系;(3)改变不同的填料与橡胶基体,制备出具有不同形状填料但均匀分散的橡胶复合材料,研究系列结构因素对填料分散结构与动态生热关系的影响;(4)在上面基础上,通过实验的手段与方法,合成与制备出具有填料均匀分散形貌的新型橡胶纳米复合材料,对外力加载下动态生热进行表征,并对模拟预测结果进行验证。为高性能、低动态生热与长寿命的橡胶制品的设计与制备提供科学依据和理论指导。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Self-Assembly Strategy for Double Network Elastomer Nanocomposites with Ultralow Energy Consumption and Ultrahigh Wear Resistance
超低能耗和超高耐磨双网络弹性体纳米复合材料的自组装策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Advanced Functional Materials
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Qin Xuan;Wang Jiadong;Zhang Yanli;Wang Zhao;Li Sai;Zhao Shaoquan;Tan Tianwei;Liu Jun;Zhang Liqun;Matyjaszewski Krzysztof
  • 通讯作者:
    Matyjaszewski Krzysztof
Designing Superlattice Structure via Self-Assembly of One-Component Polymer-Grafted Nanoparticles
通过单组分聚合物接枝纳米颗粒的自组装设计超晶格结构
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcb.8b11118
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Hou Guanyi;Xia Xiuyang;Liu Jun;Wang Wencai;Dong Mengjie;Zhang Liqun
  • 通讯作者:
    Zhang Liqun
Tailoring the mechanical properties of polymer nanocomposites via interfacial engineering
通过界面工程定制聚合物纳米复合材料的机械性能
  • DOI:
    10.1039/c9cp02948f
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Physical Chemistry Chemical Physics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Naishen Gao;Guanyi Hou;Jun Liu;Jianxiang Shen;Yangyang Gao;Alexey V.Lyulin;Liqun Zhang
  • 通讯作者:
    Liqun Zhang
A Machine Learning Framework to Predict the Tensile Stress of Natural Rubber: Based on Molecular Dynamics Simulation Data
预测天然橡胶拉伸应力的机器学习框架:基于分子动力学模拟数据
  • DOI:
    10.3390/polym14091897
  • 发表时间:
    2022-05-06
  • 期刊:
    polymers
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Huang, Yongdi;Chen, Qionghai;Zhang, Zhiyu;Gao, Ke;Hu, Anwen;Dong, Yining;Liu, Jun;Cui, Lihong
  • 通讯作者:
    Cui, Lihong
Designing and fabricating nanopolymer composites beyond traditional polymer nanocomposites toward fuel saving of automobile tires
设计和制造超越传统聚合物纳米复合材料的纳米聚合物复合材料,以节省汽车轮胎的燃油
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Nano Energy
  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
    Yue Tongkui;Zhang Zhiyu;Li Sai;Zhao Hengheng;Duan Pengwei;Zhang Ganggang;Zhang Liqun;Liu Jun
  • 通讯作者:
    Liu Jun

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其他文献

RF CMOS modeling: a novel empirical large-signal model for an RF-MOSFET
RF CMOS 建模——一种新颖的 RF-MOSFET 经验大信号模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙玲玲;吕彬义;刘军;陈磊
  • 通讯作者:
    陈磊
Bipartite consensus control for a swarm of robots
一群机器人的二方共识控制
  • DOI:
    10.1051/0004-6361/200811569
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control Transactions of the ASME
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘军;李恒宇;Ji Jinchen;罗均
  • 通讯作者:
    罗均
Anisotropy of homogenized phononic crystals with anisotropic material
各向异性材料的均质声子晶体的各向异性
  • DOI:
    10.1049/iet-com.2012.0285
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Europhysics Letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘军;吴一辉;李锋;刘永顺;张平;武俊峰
  • 通讯作者:
    武俊峰
聚合物先驱体材料体系的陶瓷化研究进展与展望
  • DOI:
    10.1364/mics.2016.mt2c.2
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    乔玉林;薛胤昌;刘军;臧艳;张平
  • 通讯作者:
    张平
大兴安岭北部甲乌拉铅锌银矿床Rb-Sr同位素测年及其地质意义
  • DOI:
    10.1111/nph.14832
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    岩石学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘军;胡妍青;张云付;罗大峰
  • 通讯作者:
    罗大峰

其他文献

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刘军的其他基金

高强低滞后可重复挤出加工类玻璃弹性体设计与制备的计算模拟与实验研究
  • 批准号:
    52373222
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    51 万元
  • 项目类别:
    面上项目
动态周期加载下橡胶基体中填料网络结构的演化与力学性能关系的模拟与实验研究
  • 批准号:
    21674010
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
弹性体纳米复合材料Payne效应机理的分子动力学模拟与理论研究
  • 批准号:
    51403015
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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