基于聚合物-磷脂复合体系的液体超滑的分子机理、设计及应用研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51775295
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    李津津
  • 依托单位：
    清华大学
  • 学科分类：
    E0505.机械摩擦学与表面技术
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Since the appearance of superlubricity, it has attracted a great amount of attention among researchers in many fields. The investigation on the superlubricity rule and mechanism does not only have great influence on exploring the nature of friction and lubrication, but also lays the foundation for the engineering application of superlubricity. This project would choose polymer-lipid system as the main research object of liquid superlubricity, because it belongs to bio-materials with good biocompatible property and also has no pollution to the environment, which has a great potential application for artificial joints and other micro-medical devices. This project would investigate in detail the rule and mechanism of liquid superlubricity based on this system. First, the adsorption rule of polymer and lipid on the surface would be investigated, and the relationship between liquid superlubricity at nano-scale and molecule structure and adsorption would be revealed. Second, the effect of heating and interface on liquid superlubricity would be investigated, and the molecule and energy dissipation mechanism of liquid superlubricity would be revealed. Finally, the optimal polymer-lipid system would be designed according to the synergy effect between polymer and lipid, and the stable existence condition of liquid superlubricity at macro-scale would be established.
超滑概念自从提出以来就一直吸引着各个领域学者的广泛关注。对超滑规律和机理的研究，不仅对探索摩擦及润滑的本质具有重要的意义，而且也为超滑的实际工程应用打下基础。本项目将选取聚合物-磷脂复合体系作为液体超滑的研究对象，因为该体系属于生物水基材料，具有很好的生物相容性，对环境没有污染；未来在人工关节及其他微型医疗器械上具有广泛的应用潜力。项目将针对这一体系形成液体超滑的规律和机理展开深入研究。首先，揭示聚合物和磷脂分子在表面上的吸附规律，并建立纳米尺度下液体超滑与分子结构、表面吸附之间的关系。其次，揭示热效应、界面效应等对液体超滑的影响，并提出液体超滑的分子机理和能量耗散机制。最后根据聚合物与磷脂分子之间的协同作用设计最优的聚合物-磷脂复合超滑体系，并研究宏观尺度下该体系的稳定存在条件。

结项摘要

超滑概念自从提出以来就一直吸引着各个领域的学者的广泛关注。对超滑规律和机理的研究，不仅对探索摩擦和润滑的本质具有重要的意义，而且也为超滑的实际工程应用打下基础。本项目将选取聚合物-磷脂复合体系作为液体超滑的研究对象，因为该体系属于生物水基材料，具有很好的生物相容性，对环境没有污染；未来在人工关节及其他微型医疗器械上具有广泛的应用潜力。项目针对这一体系形成液体超滑的规律和机理开展了深入研究，并取得了如下成果：1）揭示了聚合物和磷脂分子的表面吸附规律以及磷脂吸附形态和润滑之间的关系，提出了聚合物对磷脂润滑的影响规律和作用机制。2）揭示了不同链长的磷脂的润滑性能和吸附结构演化规律，建立了基于水合润滑的磷脂在不同吸附温度下的润滑模型。3）成功制备了共聚水凝胶，和蓝宝石对摩实现了超滑状态，摩擦系数减小到0.005，确定液体超滑的剪切层和润滑状态，提出液体超滑的分子机理。4）制备了基于氧化石墨烯GO-PSBMA纳米复合水凝胶，揭示了水凝胶的微观结构、氧化石墨烯含量及润滑剂的种类对纳米复合水凝胶的超滑行为影响，建立了氧化石墨烯增强水凝胶超滑的模型。

项目成果

期刊论文数量（41）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Shear-Induced Interfacial Structural Conversion Triggers Macroscale Superlubricity: From Black Phosphorus Nanoflakes to Phosphorus Oxide
剪切诱导的界面结构转变触发宏观超润滑性：从黑磷纳米片到氧化磷
  • DOI：
    10.1021/acsami.1c04664
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Liu Yanfei;Li Jianfeng;Li Jinjin;Yi Shuang;Ge Xiangyu;Zhang Xin;Luo Jianbin
  • 通讯作者：
    Luo Jianbin
Superlubricity and Antiwear Properties of In Situ-Formed Ionic Liquids at Ceramic Interfaces Induced by Tribochemical Reactions
摩擦化学反应诱导陶瓷界面原位形成离子液体的超润滑和抗磨性能
  • DOI：
    10.1021/acsami.8b21059
  • 发表时间：
    2019-02-13
  • 期刊：
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Ge, Xiangyu;Li, Jinjin;Luo, Jianbin
  • 通讯作者：
    Luo, Jianbin
Macroscale superlubricity of Si-doped diamond-like carbon film enabled by graphene oxide as additives
以氧化石墨烯为添加剂实现硅掺杂类金刚石碳膜的宏观超润滑
  • DOI：
    10.1016/j.carbon.2021.01.147
  • 发表时间：
    2021-02-11
  • 期刊：
    CARBON
  • 影响因子：
    10.9
  • 作者：
    Yi, Shuang;Chen, Xinchun;Luo, Jianbin
  • 通讯作者：
    Luo, Jianbin
Enhancement of friction performance of fluorinated graphene and molybdenum disulfide coating by microdimple arrays
微凹坑阵列增强氟化石墨烯和二硫化钼涂层的摩擦性能
  • DOI：
    10.1016/j.carbon.2020.05.041
  • 发表时间：
    2020-10-15
  • 期刊：
    CARBON
  • 影响因子：
    10.9
  • 作者：
    Liu, Yanfei;Li, Jinjin;Luo, Jianbin
  • 通讯作者：
    Luo, Jianbin
Random occurrence of macroscale superlubricity of graphite enabled by tribo-transfer of multilayer graphene nanoflakes
通过多层石墨烯纳米片的摩擦转移实现石墨宏观超润滑性的随机发生
  • DOI：
    10.1016/j.carbon.2018.06.001
  • 发表时间：
    2018-11-01
  • 期刊：
    CARBON
  • 影响因子：
    10.9
  • 作者：
    Li, Jinjin;Ge, Xiangyu;Luo, Jianbin
  • 通讯作者：
    Luo, Jianbin

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其他文献

解淀粉芽孢杆菌素 Amylocyclicin W5 的纯化及其抑菌机理
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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
    2020
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    李津津
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 通讯作者：
    何宇伟

其他文献

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李津津的其他基金

基于二维层状材料和液体分子协同作用的跨尺度超滑设计、机理和应用研究
  • 批准号：
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    2021
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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

        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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