纳米粒子影响高分子基体流变性质的微观机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21604087
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0309.高分子物理与高分子物理化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Properties of polymer nanocomposites in the linear and nonlinear viscoelastic regions are of considerable interest both from a fundamental and an applied viewpoint. In this project, we propose to investigate rheological properties of polymer nanocomposites both at equilibrium and nonequilibrium with the goal of understanding the effects of nanoparticles on polymers via molecular dynamics simulations. We focus on the microscopic structural and dynamic properties at equilibrium, such as the diffusion behavior of nanoparticles and the changes of entangled networks, which are associated with various rheological behaviors. We consider a variety of deformation conditions including steady shear, oscillatory shear as well as start-up shear. By simulation, we will understand the origins of the increase (decrease) of viscosity due to nanoparticles, reveal the interplay between kinds of nanoparticles and polymer networks, and clarify the relationship between flow-induced nanoparticle dynamics and the deformation, orientation and motion of polymer chains. On the basis of this project, we hope to understand the experimental findings at the molecular level and provide a physical picture for developing the theoretical models and guiding the material designs.
高分子纳米复合物材料的流变性质对材料的生产加工及老化疲劳具有重要实际意义,其微观机理也是高分子科学中尚未解决的重要的基础性科学问题。本项目拟采用计算机模拟方法,针对高分子纳米复合物体系,进行一系列平衡态和启动剪切、振荡剪切及稳态剪切等非平衡态研究,揭示纳米粒子增加(减小)高分子基体粘度的微观机理,明晰不同形状、不同尺寸纳米粒子与高分子网络结构相互作用的微观机制,阐述流场诱导纳米粒子动力学与高分子链拉伸、取向及运动的内在关系。在此基础上,从分子水平上解释实验结果,为建立理论模型提供相应的微观物理图像,为材料性能调控提供依据。

结项摘要

揭示流变行为的微观机理对于高分子纳米复合材料的生产加工具有重要意义。本项目采用分子动力学模拟,分别对当前主流的两类体系----球状纳米粒子/高分子复合体系和棒状纳米粒子/高分子复合体系----开展了平衡态以及一系列启动剪切、振荡剪切及稳态剪切的相关研究。平衡态研究相关研究阐述了纳米粒子对周围分子链结构和动力学行为带来的巨大影响,揭示了纳米粒子改变高分子基体粘度的微观机理。与此同时,我们还明晰了不同尺寸以及浓度条件下纳米粒子与高分子网络相互作用的微观机制。在外场下,我们阐述了流场诱导下纳米粒子动力学与高分子链拉伸、取向及运动的内在关系,揭示了纳米粒子所带来的结构和动力学上的变迁,并且将上述行为与体系的流变行为相关联,在上述研究基础上建立了宏观流变行为的微观物理图像,加深了对于复合体系流变行为的认识水平,并且为进一步指导改进复合材料的加工工艺打好了基础。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Structural Mechanism for Viscosity of Semiflexible Polymer Melts in Shear Flow
  • DOI:
    10.1021/acsmacrolett.6b00979
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    ACS Macro Letters
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Xu Xiaolei;Chen Jizhong
  • 通讯作者:
    Chen Jizhong
Probing relationship between structure and viscosity of unentangled polymers in steady shear flow
探讨稳定剪切流中未缠结聚合物的结构与粘度之间的关系
  • DOI:
    10.1007/s11426-017-9129-3
  • 发表时间:
    2017-11
  • 期刊:
    Science China-Chemistry
  • 影响因子:
    9.6
  • 作者:
    Xu Xiaolei;Chen Jizhong;An Lijia
  • 通讯作者:
    An Lijia

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其他文献

良溶剂中环形高分子单链的结构与动力学性质的模拟研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国科学:化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈继忠;刘立军;徐晓雷;安立佳
  • 通讯作者:
    安立佳
高分子/棒状纳米粒子复合物的分子动力学模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    高等学校化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘爱清;徐文生;徐晓雷;陈继忠;安立佳
  • 通讯作者:
    安立佳

其他文献

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徐晓雷的其他基金

瓶刷型高分子体系玻璃化机理的理论和模拟研究
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星形高分子流体流变行为的微观机理
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    面上项目

相似国自然基金

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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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