强磁场诱导FePt一维纳米材料的可控制备、生长机制及结构有序调控

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51871045
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0107.金属功能材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

L10-FePt one dimensional (1D) nanomaterials with excellent magnetic and catalytic performances have attracted a deal of attention because of their promising applications. However, L10-FePt 1D nanomaterials have been not applied because current wet chemical method performs a poor repeatability and controllability and it is difficult to obtain FePt 1D nanomaterials with L10 structure. In order to solve the problems, we are proposing a novel idea to prepare L10-FePt single crystal 1D nanomaterials. In this proposal, high magnetic field is introduced into wet chemical method. The high magnetic field can induce anisotropy growth of the nanomaterials and facilitate FePt ordering transition from fcc to L10 structure. Therefore, L10-FePt 1D nanomaterials with controllable size and morphology are expected to directly synthesize by using this method. In this work, the growth process of the 1D nanomaterials will be experimentally investigated by analyzing the nanomaterials sampled at different reaction conditions, and simulation works about influences of high magnetic field on anisotropy growth will be processed by using molecular dynamics simulation. A general growth mechanism of the FePt single crystal 1D magnetic nanomaterials should be defined. The influence of magnetic field on ordering transition will be investigated. First principle calculation will be employed to reveal influence of high magnetic field on structural order. L10-FePt single crystal 1D nanomaterials will be prepared by using this method. Magnetic and catalysis performances of the nanomaterials with different structural orders and morphology will also be discussed to understand the relationship between structural order and functional performance. FePt 1D nanomaterials with a designable structural order and optimal functional performance will be achieved by tuning magnetic fields. This proposal is expected to provide the urgent experimental and theoretical foundation for preparation technology and application of FePt 1D nanomaterials.
L10有序结构的FePt一维纳米材料在磁性、催化领域展现出优异特性,具有广阔应用前景。但现有湿化学制备FePt一维纳米材料可控性差,且无法获得L10结构,严重限制了其发展和应用。本申请提出将强磁场与湿化学法相结合的新思路,利用强磁场诱导各向异性生长和促进结构有序化的作用,实现FePt一维纳米材料的可控制备及结构有序调控。项目通过在线取样技术分析强磁场下反应各阶段的样品尺寸、形貌和结构,借助理论计算模拟强磁场诱导粒子各向异性生长情况,在实验和模拟基础上,揭示强磁场下FePt单晶一维纳米材料的生长机制,实现FePt一维纳米材料的严格可控制备;研究强磁场促进FePt有序化机理,明晰强磁场与有序度的关系,直接合成L10-FePt一维纳米材料;掌握有序度对磁性和催化性能的影响,实现磁场对FePt有序度和功能特性的调控。项目实施对FePt一维纳米材料的可控制备具有重要理论意义,将有力推动其应用化进程。

结项摘要

项目执行期间取得了较丰富的有价值成果,实现了研究目标,达到并超额完成了预期成果。首先研究磁场下FePt晶核、团簇的取向连接和一维生长行为,揭示了强磁场的磁极化作用对FePt纳米粒子取向生长的影响,强磁场可促进各向异性生长,获得一维FePt纳米材料。通过强磁场降低了FePt有序转变温度,通过固相烧结法制备了超细高矫顽力L10-FePt纳米粒子。通过第一性原理计算和实验相结合的方法分析了掺杂元素对有序化温度的影响,明确了元素掺杂诱导FePt有序转变的本质因素和掺杂元素选择策略。通过取样技术分析了反应各阶段的晶体尺寸、形貌和结构,揭示了FePt纳米材料有序转变机理,研究了合成工艺与有序度和磁性能之间的拟合关系。利用Pb元素掺杂将有序转变温度降至200℃以下,从而利用表面活性剂实现了低温可控异性生长,成功制备出了L10-FePt一维纳米线,完成了项目目标,其有序度s达到0.80,矫顽力Hc达到7.0 kOe以上。这些成果对L10-FePt纳米材料的形貌可控制备、结构调控和功能特性优化具有重要的理论指导意义。

项目成果

期刊论文数量(34)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(12)
Evolution of the phases and the polishing performance of ceria-based compounds synthesized by a facile calcination method.
通过简易煅烧方法合成的二氧化铈基化合物的物相演变和抛光性能
  • DOI:
    10.1039/c9ra05751j
  • 发表时间:
    2019-08-23
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Pei, Wenli;Zhao, Dong;Chen, Xianghui;Wang, Xiaoyang;Yang, Xingbo;Wang, Jianjun;Li, Zhijie;Zhou, Lihu
  • 通讯作者:
    Zhou, Lihu
Operating interfaces to synthesize L10-FePt@Bi-rich nanoparticles by modifying the heating process
通过修改加热过程合成L10-FePt@Bi-rich纳米粒子的操作界面
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    NANOSCALE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Ling Chang;Chun Wu;Qunshou Wang;Ting Li;Dong Zhao;Kai Wang;Qiang Wang;Wenli Pei
  • 通讯作者:
    Wenli Pei
Direct Synthesis of L10-FePt Nanoparticles with High Coercivity via Pb Addition for Applications in Permanent Magnets and Catalysts
通过添加 Pb 直接合成具有高矫顽力的 L10-FePt 纳米颗粒,用于永磁体和催化剂
  • DOI:
    10.1021/acsanm.9b02420
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    ACS Applied Nano Materials
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Wenli Pei;Dong Zhao;Chun Wu;Zhimeng Sun;Chunhong Liu;Xiaoyang Wang;Jian Zheng;Miaomiao Yan;Jianjun Wang;Qiang Wang
  • 通讯作者:
    Qiang Wang
Effects of solid isolation medium on the microstructure and magneticproperties of one-step sintered L10-FePtCu nanoparticles-FePtCu
固体隔离介质对一步烧结L10-FePtCu纳米颗粒-FePtCu微观结构和磁性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2022.164748
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Shizhi Dong;Yuping Ju;Yanan Jiang;Chao Meng;Runqing;Chun Wu;Wenli Pei
  • 通讯作者:
    Wenli Pei
Mn掺杂直接合成高有序L10-FePt纳米粒子及其合成工艺
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    金属功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    颜苗苗;赵东;孙志檬;常玲;李英楠;裴文利
  • 通讯作者:
    裴文利

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其他文献

组织缺陷对金属铍室温断裂行为的影响规律研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    稀有金属
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许德美;李峰;王东新;任玉平;裴文利;秦高梧
  • 通讯作者:
    秦高梧
Effects of high magnetic field on the structure evolution,magnetic and electrical properties of the molecular beam vapor deposited FexNi1x (0.3rxo0.8) thin films
强磁场对分子束气相沉积FexNi1结构演化、磁电性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Magnetism and Magnetic Materials
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    裴文利
  • 通讯作者:
    裴文利
化学法制备 Nd2Fe14B 磁粉及其反应过程
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尤俊华;赵东;郭耀祖;吴纯;裴文利
  • 通讯作者:
    裴文利
下底层Ti引导制备CoPt 垂直磁记录薄膜的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    东北大学学报(自然科学版)
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  • 作者:
    裴文利
  • 通讯作者:
    裴文利
BeO 杂质形态与分布对金属铍力学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    中国有色金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许德美;秦高梧;李峰;王东新;夏洪先;任玉平;裴文利
  • 通讯作者:
    裴文利

其他文献

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裴文利的其他基金

生物磁珠用非晶磁性纳米材料的设计、制备及应用
  • 批准号:
    52371179
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
晶格缺陷设计促进非贵金属L10结构有序及纳米粒子制备
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
湿化学合成FePt纳米棒的各向异性生长机制及L10-FePt/Fe各向异性双相纳米复合磁薄膜的设计和控制
  • 批准号:
    50971035
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    34.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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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]
      
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