纳米流体固液界面摩擦及其对液体输运性质影响的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11772168
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0805.微纳米力学与多尺度力学
  • 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

Nanofluid is fluid either confined in nanoscale structures or of which the characteristic length is of nanoscale. Nanofluid is important for many fields such as mechanical engineering, energy, environment and health. In nanofluid, many physical factors play their roles simultaneously and interfacial effect becomes very important. Thus, the understanding of friction between fluid and solid surfaces and the effect of friction between fluid and solid surfaces on the transport of fluid is crucial for nanofluid. During the last two decades, there has been rapid development in this field. Recently, the study in this field has evolved into new level, with many new problems. Among them are the active control of the frictional properties, the novel surface diffusion mechanism of nanodroplets on layered materials, and the theoretical studies of which the parameters are comparable to those used in experiments. To this end, in this project we will carry out systematic study on the frictional properties of nanofluid confined in nanotubes at practical flow rate and nanodroplets on layered materials. These include the study on directional transport and diffusion. The method will be mainly based on theoretical and numerical study, combined with experimental validation. On the theoretical and numerical side, we will use a multiscale approach which starts from electronic structures of the systems to continuum model. On the experimental side, we will carry out nanofluid experiment based on individual nanotubes. The systems to be studied will be mainly composed of carbon nanostructures, water and saline solution. With the combination of both sides, we will establish a systematic study approach for nanofluid.
纳米流体指约束于特征尺度为纳米级结构内或本身特征尺度为纳米级的流体,其在机械、能源、环境和人体健康等领域发挥着重要作用。在纳米尺度下系统中多物理因素同时作用,界面效应变得尤其显著。因此,纳米流体固液界面摩擦及其对液体输运性质影响的研究有重要意义。经过约二十年的研究,近年来该领域的发展进入了新层次,产生了新问题,例如对于纳米流体界面摩擦的主动控制,层状材料表面纳米流体新摩擦特性的机理,以及符合实验条件的理论研究等。针对这些问题,本项目将对现实流速下纳米管内纳米流体和层状材料表面纳米液滴的摩擦及其影响进行研究,采用理论与模拟为主、实验为辅的方法。在理论与模拟层面,本项目将采用从电子结构理论到连续介质模型的多尺度研究方法。在实验方面,将采用基于单根纳米管的研究方案。研究系统以碳纳米结构和水与盐溶液为主。通过理论与实验结合,最终形成完善的纳米流体摩擦及其影响的研究体系。

结项摘要

纳米流体指约束于特征尺度为纳米级结构内或本身特征尺度为纳米级的流体,其在生命科学、能源、环境和人体健康等领域发挥着重要作用。在纳米尺度下界面效应变得尤其显著,因此纳米流体固液界面摩擦及其对液体输运与扩散性质影响的研究有重要意义。本项目在理论、模拟和实验上研究纳米流体固液界面摩擦的机理和主动控制,同时对固液界面摩擦影响液体输运和扩散的机理进行研究。主要研究内容包括:纳米管中纳米流体的界面摩擦调控及其对液体输运扩散的影响;层状材料表面纳米流体的扩散行为及其对摩擦的影响。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Water Diffusion in Wiggling Graphene Membranes
摆动石墨烯膜中的水扩散
  • DOI:
    10.1021/acs.jpclett.9b02774
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry Letters
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Cao Wei;Wang Jin;Ma Ming
  • 通讯作者:
    Ma Ming
Diffusion Induced Different Distributions of Sulfur Clusters on Suspended and Supported Graphene
扩散导致硫簇在悬浮和支撑石墨烯上的不同分布
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcc.1c02526
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    He Yuqing;Shi Diwei;Qu Cangyu;Xu Zhi;Chen Li;Wang Yiran;Yu Zhaokuan;Ma Ming
  • 通讯作者:
    Ma Ming
Structural Superlubricity Based on Crystalline Materials
基于晶体材料的结构超润滑
  • DOI:
    10.1002/smll.201903018
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Small
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Song Yiming;Qu Cangyu;Ma Ming;Zheng Quanshui
  • 通讯作者:
    Zheng Quanshui
Temperature and velocity dependent friction of a microscale graphite-DLC heterostructure
微型石墨-DLC 异质结构的温度和速度相关摩擦
  • DOI:
    10.1007/s40544-019-0288-0
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Friction
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Gongyang Yujie;Ouyang Wengen;Qu Cangyu;Urbakh Michael;Quan Baogang;Ma Ming;Zheng Quanshui
  • 通讯作者:
    Zheng Quanshui
Generalized Scaling Law of Structural Superlubricity
结构超润滑的广义标度定律
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.9b02656
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Nano Letters
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Wang Jin;Cao Wei;Song Yiming;Qu Cangyu;Zheng Quanshui;Ma Ming
  • 通讯作者:
    Ma Ming

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纳米尺度固液界面滑移机制研究
  • 批准号:
    12372112
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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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