疏油材料表面的润湿机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21506114
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0801.化工热力学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The research and development of new oleophobic/superoleophobic materials are becoming an overarching concern in modern society. One of the constraints is a lack of understanding of wetting mechanism on material’s surfaces. And it is difficult to quantitatively describe the wettability of oleophobic polymer surfaces. Based on the topological structure of n-octane, a new theoretical model is built in this project by integrating three-dimensional polymer integral equation theory into three-dimensional density functional theory. By using this new theory, three-dimensional density profiles of n-octane on polymer surfaces can be accurately obtained. And the interfacial tension of n-octane can be calculated on micro rough surfaces. Meanwhile, the process of nucleation of n-octane on polymer surfaces can be studied. The energy barrier, critical nucleus radius and so on can be quantitatively calculated. Besides, the contact angle and line tension can be obtained. In addition, F-POSS nanoparticles are added into the polymer surfaces in order to research their effects on the wettability of material’s surfaces. According to a series of theoretical innovations, the effects of the chemical composition, roughness as well as surface modification on the wettability of material’s surface are analyzed comprehensively, and the wetting/dewetting mechanism can be interpreted at the nanoscale. After experimental verifications, a whole and rigorous theoretical method is formed, which can make a clear explanation of statistical mechanics on wettability of oil droplets on material’s surfaces.
新型疏油/超疏油材料的研制和开发正在成为人们关注的焦点,制约其发展的因素之一是对材料表面的疏油机理认识不足,定量描述疏油聚合物表面润湿性能成为难题。本项目基于正辛烷的空间拓扑结构,将三维聚合物积分方程理论引入到三维密度泛函理论中,建立新的密度泛函模型,使其能准确描述正辛烷在聚合物表面三维密度分布,进而计算正辛烷在微观粗糙表面的界面张力。同时,运用该理论模型研究正辛烷在聚合物材料表面的成核过程,定量计算成核能垒、临界成核半径等,并获得润湿角、线张力等物理量。此外,将低表面能的含氟POSS纳米颗粒添加到聚合物表面,研究其对材料表面润湿性能的影响。经理论创新,从纳米尺度上综合分析材料表面化学组成、粗糙度及表面修饰等因素对聚合物润湿性的影响,解释润湿/去润湿机理。经实验检验后,形成完整、严密的理论方法,为油滴在材料表面的疏油机理作出统计力学解释。

结项摘要

疏油/超疏油材料在国防、工农业生产和人们日常生活中有着广阔的应用前景。本项目利用密度泛函理论、积分方程理论等统计力学理论方法,将研究对象由简单模型体系(甲烷)拓展到实际复杂体系(链状烷烃)。基于实际流体的空间拓扑结构,结合新构建的理论模型,准确描述了实际流体在聚合物表面的三维密度分布,进而计算其在微观粗糙表面的界面张力。同时,运用该理论模型研究实际流体在聚合物材料表面以及纳米颗粒/聚合物复合表面的成核过程,定量计算成核能垒、临界成核半径等,并获得润湿角、线张力等物理量。由此,本项目可从纳米尺度上综合分析材料表面化学组成、粗糙度及表面修饰等因素对聚合物润湿性的影响。最终建立实际流体在不规则粗糙界面结构与表面润湿性能之间的内在联系,弄清疏油/超疏油表面功能材料的润湿机理,为新材料的设计与开发提供理论指导,同时,可以推动界面理论发展。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Theoretical predictions of viscosity of methane under confined conditions
受限条件下甲烷粘度的理论预测
  • DOI:
    10.1016/j.cjche.2016.04.009
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Chinese Journal of Chemical Engineering
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Liu Yingying;Zhou Di;Zhu Wancheng
  • 通讯作者:
    Zhu Wancheng

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其他文献

基于超图聚簇和干扰限制区域理论的全双工D2D车载通信资源管理方案
  • DOI:
    10.1360/ssi-2020-0006
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国科学. 信息科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖海林;吴彬;张中山;王承祥;周迪
  • 通讯作者:
    周迪
第30届日本肝胆胰外科学会年会胆道肿瘤研究进展解析
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1673-9752.2018.07.010
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华消化外科杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    汤朝晖;魏妙艳;唐陈伟;靳龙洋;蔡强;王寿华;周迪;唐伟;全志伟
  • 通讯作者:
    全志伟
基于被动空化检测的兔腹主动脉空蚀损伤评价
  • DOI:
    10.15983/j.cnki.jsnu.2020.02.014
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    陕西师范大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周迪;黄继秀;宗瑜瑾;万明习
  • 通讯作者:
    万明习
K0 5Na0.5NbO3纳米材料的表征及其水热生长习性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    湖北大学学报( 自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王钊;胡永明;胡正龙;刘莎莉;周迪;顾豪爽
  • 通讯作者:
    顾豪爽
滇池流域宝象河水库沉积物中多环芳烃的垂直分布特征及来源解析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢标;周迪;宋一民;杨浩
  • 通讯作者:
    杨浩

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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