絮状纳米纤维保暖材料的可控制备及其热输运机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51673037
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0301.高分子材料制备
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The overweight, low elasticity, and poor thermal insulation performance of the current fibrous thermal insulation materials usually lead to encumbering and inconvenience for wearers, which could not satisfy the requirements of people for lightweight and warm cold-proof clothing. Herein, we will study the fabrication and structure regulation of electrospun flocculent nanofibrous thermal insulation materials, and reveal the collaborative optimization mechanism of the materials structure and thermal insulation performance, finally to obtain lightweight materials with low thermal conductivity. Recently, we have preliminary prepared flocculent nanofibrous thermal insulation materials with a certain thickness through the humidity-induced phase separation of the jets. However, the structure stability and elasticity of these thermal insulation materials could not meet the requirements of practical application yet. Consequently, we will study the controllable fabrication and performance optimization of the flocculent fibrous thermal insulation materials, reveal the mechanism of the fiber formation via the humidity-induced phase separation, and clarify the stability regulating rule of the flocculent nanofibrous structure during the bonding process. Moreover, we will indicate relationship between the bonding structure and mechanical properties, and establish the thermal transportation models for the tortuous porous structure of the flocculent nanofibrous materials. Finally, we will clarify the optimized structure of the flocculent nanofibrous materials, and achieve the target of preparing materials with the density < 10 mg/cm3, thermal conductivity < 0.024 W/m·K, which could satisfy their practical applications in the field of thermal insulation.
当前服装用纤维保暖材料普遍存在重量大、弹性低、保暖性差的缺陷,易导致穿着者臃肿且行动不便,难以满足人们对轻质、保暖防寒服的迫切需求。本项目拟研究静电纺絮状纳米纤维保暖材料的成型及结构调控规律,揭示材料本体结构与保暖性能的协同优化机制,从而获得轻质、低导热的保暖材料。近期申请者通过湿度诱导射流相分离固化成纤,初步获得了具有一定厚度的絮状纳米纤维保暖材料,但其结构稳定性及力学回弹性仍未达到实际应用要求。本项目将开展絮状纤维材料的可控制备及其保暖性能优化研究,揭示湿度诱导下纤维的相分离固化成型机制,明晰纤维原位粘结过程中絮状结构稳定性的调控规律,阐明材料粘结交联结构特征与力学性能的本构关联,建立适用于絮状纳米纤维材料曲孔结构的热传导预测模型,确立材料达到最佳保暖性能时的本体结构特征,实现其体积密度<10mg/cm3、导热系数<0.024W/m·K的目标,以满足其在防寒保暖领域的应用要求。

结项摘要

本课题“絮状纳米纤维保暖材料的可控制备及其热输运机制研究”旨在明确絮状纳米纤维集合体的可控制备及其相分离成型机制,揭示原位粘结交联过程中纤维絮状结构稳定性的调控规律,实现高蓬松絮状纤维集合体的可控制备及其在防寒保暖领域的应用。从2017年初开始到2020年末这四年的时间里,开展了大量的实验研究工作:我们系统考察了纺丝原液在非溶剂组分诱导下的静态相分离特性,研究了聚合物纺丝射流在湿度诱导下的动态相分离过程,并探索了环境湿度对纤维本体结构及蓬松絮状结构的影响规律,确立了絮状纤维集合体的湿度诱导相分离成型机制,掌握了调控絮状纤维集合体介观形态的科学方法;通过原位粘结交联反应在纤维内部构建聚合物交联网络,实现了絮状纤维集合体力学性能的有效提升,并考察了原位粘结交联反应对纤维集合体本体结构和力学性能的影响规律,实现了絮状纤维集合体结构稳定性的有效调控;基于湿度诱导相分离机制,我们利用静电纺丝技术制备了瓦楞状结构聚苯乙烯絮状纤维集合体、类羊毛卷曲结构聚偏氟乙烯絮状纤维集合体和层间空隙结构聚砜/聚氨酯絮状纤维集合体,考察了絮状纤维在不同使用环境中的保暖性能,探究了絮状纤维本体结构(孔隙率、孔径和曲折孔道结构等)对其保暖性能的影响规律,确立了材料具有最佳保暖性能时的本体结构特征。经过四年的研究,我们顺利完成了任务书中规定的任务,制备的絮状纳米纤维集合体保暖材料实现了厚度>20mm、体积密度<10mg/cm3、导热系数<0.024W/m·K的目标。项目执行期间共培养博士3名,硕士6名。发表学术论文47篇,申请发明专利10项,授权专利2项。本课题的完成对探究絮状纳米纤维材料的湿度诱导相分离成型机制、实现其可控制备及在防寒保暖领域的应用具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(44)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(10)
Electrospun polyvinylidene fluoride/SiO2 nanofibrous membranes with enhanced electret property for efficient air filtration
电纺聚偏二氟乙烯/SiO2 纳米纤维膜,具有增强的驻极体性能,可实现高效空气过滤
  • DOI:
    10.1016/j.coco.2019.02.008
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
    COMPOSITES COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Ding, Xinxin;Li, Yuyao;Ding, Bin
  • 通讯作者:
    Ding, Bin
Electrospun regenerated cellulose nanofiber based metal-chelating affinity membranes for protein adsorption
用于蛋白质吸附的电纺再生纤维素纳米纤维基金属螯合亲和膜
  • DOI:
    10.1016/j.coco.2018.09.010
  • 发表时间:
    2018-12-01
  • 期刊:
    COMPOSITES COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Duan, Cheng;Fu, Qiuxia;Ding, Bin
  • 通讯作者:
    Ding, Bin
In situ green synthesis of rechargeable antibacterial N-halamine grafted poly(vinyl alcohol) nanofibrous membranes for food packaging applications
原位绿色合成可充电抗菌N-卤胺接枝聚乙烯醇纳米纤维膜用于食品包装
  • DOI:
    10.1016/j.coco.2019.11.018
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    COMPOSITES COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Liu, Mei;Wang, Fei;Ding, Bin
  • 通讯作者:
    Ding, Bin
Electrospinning: A versatile strategy for mimicking natural creatures
静电纺丝:模仿自然生物的多功能策略
  • DOI:
    10.1016/j.coco.2018.10.001
  • 发表时间:
    2018-12-01
  • 期刊:
    COMPOSITES COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Cui, Fuhai;Han, Weidong;Ding, Bin
  • 通讯作者:
    Ding, Bin
3D Superelastic Scaffolds Constructed from Flexible Inorganic Nanofibers with Self-Fitting Capability and Tailorable Gradient for Bone Regeneration
由柔性无机纳米纤维构建的 3D 超弹性支架,具有自拟合能力和可定制梯度,用于骨再生
  • DOI:
    10.1002/adfm.201901407
  • 发表时间:
    2019-08-01
  • 期刊:
    ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Wang, Lihuan;Qiu, Yuyou;Ding, Bin
  • 通讯作者:
    Ding, Bin

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 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.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

静电纺丝制备高比表面积纳米多孔纤维的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    产业用纺织品
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    俞建勇;丁彬;林金友
  • 通讯作者:
    林金友
利用静电层层自组装技术修饰静电纺纳米纤维制造复合纳米纤维膜的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    化工新型材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛雪;尹彦冰;丁彬
  • 通讯作者:
    丁彬
汉语显式篇章关系分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中文信息学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁彬;孔芳;李生;周国栋
  • 通讯作者:
    周国栋
In situ synthesis of flexible magnetic γ-Fe2O3@SiO2 nanofibrous membranes
原位合成柔性磁性γ-Fe2O3@SiO2纳米纤维膜
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Mohamed El-Newehy;Salem S. Al-Deyab;Jianyong Yu;丁彬
  • 通讯作者:
    丁彬
One-step electro-spinning/netting technique for controllable preparing polyurethane nano-fiber/net
一步静电纺丝/成网技术可控制备聚氨酯纳米纤维/网
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Macromolecular Rapid Communications
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    J. Lin;X. Wang;J. Yu;G. Sun;J. Hu;丁彬
  • 通讯作者:
    丁彬

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

丁彬的其他基金

杀菌杀病毒医用防护纤维材料的可控制备及其病菌杀灭机制研究
  • 批准号:
    52041301
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
高分子纳米纤维材料
  • 批准号:
    51925302
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    400 万元
  • 项目类别:
    国家杰出青年科学基金
聚合物模板法柔韧陶瓷纳米纤维的可控制备及诱导成型机制研究
  • 批准号:
    51873029
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
无机氧化物纳米纤维微观结构与柔韧性关系的基础研究
  • 批准号:
    U1232116
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
拦截病毒用纳米蛛网过滤膜的可控制备及成型机理研究
  • 批准号:
    51173022
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高灵敏纳米多孔纤维生物传感器的设计及结构与性能关系
  • 批准号:
    50803009
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码