剪切诱导双连续相界面拥挤乳液凝胶(bijels)的形成及机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21903033
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 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:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Bicontinuous interfacially jammed emulsion gels (bijels) are tortuous, interconnected structures of two immiscible liquids, kinetically trapped by interfacially jammed colloidal particles. Developing the method to produce the bijels with uniform domain structures is of great significance for the basic study and holds significant promise in interfacial catalysis, mass transferred separation, energy storage. Deep understanding the morphology development during the procedure, yet, is prerequisite for controlling the uniformity of the bicontinuous structures. .In this project, we will firstly synthesize functionalized polymers, and prepare the bijels under shearing field where the functionalized polymers manipulate the line contact angle of nanoparticle at the interfaces and thereby stabilize the bicontinuous curvatures. The characteristics of the component dictating the morphology, including the molecular weight, concentration and type of functionalized polymers, nanoparticle size, concentration and functional density, the ratio between the two immiscible fluids and the shearing rate, will be systematically studied mainly via small angle neutron scattering (SANS). The dependence of interfacially assembly element and preparation parameters on the uniformity of the domains will be illustrated, such that a valid method to construct bijels with uniform domains is expected. And, real time SANS will be used to investigate the kinetics associated the formation of bijels. As such, the morphology evolution from two macro-phases to the interconnected structures will be uncovered. This proposal could guide the preparation of uniform structured bijels, and provide protocol for other soft matter systems to monitor the kinetics associated with the morphology evolution.
Bijels是胶体粒子界面拥挤而稳定的双连续相液体。发展结构均一bijels的制备方法对其基础研究和在界面催化、传质分离、能源存储等领域具有重要意义。而深入理解制备过程中相结构演化机理是控制双连续相结构均一性的前提。.本项目首先合成官能化聚合物,在剪切场中,利用其调节纳米粒子界面接触角以稳定双连续相曲面,制备 bijels;拟主要以小角中子散射为手段,系统地探讨官能化聚合物分子量、浓度、种类,纳米粒子尺寸、浓度,两相体积比和剪切速率等影响因素对bijels形貌的影响规律;揭示界面组装基元、制备参数与bijels结构均一性之间的关系,发展制备结构均一bijels的有效方法;并拟采用原位在线小角中子散射研究剪切诱导bijels的形成动力学过程,揭示宏观两相向双连续相结构转变的相演化机制。本项目的顺利实施将为结构均一bijels的制备和其它软物质体系的相演化机理研究提供理论指导和实验依据。

结项摘要

深入理解双连续结构乳液凝胶(bijels)制备过程中相态演化、界面调控机理对发展新型bijels材料具有重要意义。本项目以活性阴离子和开环聚合合成了不同分子量的官能化聚合物。建立了聚合物分子量与其在纳米粒子表面构象行为和性质的内在关系。研究了聚合物分子量、浓度对两液相相态行为的调控规律。基于官能化聚合物与纳米粒子在两液相界面协同组装,采用原位中子散射研究了剪切动态过程中相态演化和界面调控机制。进而,明晰了剪切诱导制备bijels的聚合物/纳米粒子界面组装的关键参数。取得如下进展:1)采用活性阴离子和开环聚合,调控引发剂/单体比等聚合条件,得到了不同分子量的氨基化聚苯乙烯和聚二甲基硅氧烷。2)阐明了聚合物链在纳米粒子表面的构象特征,为两者调控液相界面结构奠定了基础。聚合物在纳米粒子表面高密度接枝时,靠近纳米粒子表面的聚合物链段运动受限、构象熵急剧下降,表现出玻璃化转变温度增加等异常性质;远离纳米粒子表面的聚合物链段则呈现与本体链类似的高斯链行为。3)在静态下,揭示了聚合物分子量和浓度对两液相相态行为的影响规律。调控聚合物分子量或浓度可获得曲率值可控的正、负曲率液相界面。4)在剪切场中,利用原位小角中子散射阐明了两液相相态演化动力学过程和双连续相结构的形成机制。与传统旋节分解机理不一样,剪切诱导法中两液相首先以分散乳液方式存在,然后相尺寸逐步降低,并伴随着相态的桥联、贯通,最后形成双连续结构,无经典的成核、生长过程。5)进一步地发现,聚合物与纳米粒子协同组装调节两液相界面微曲率时,纳米粒子的浓度对相态尺寸起决定因素,而高、低分子量聚合物同时与纳米粒子协同组装是形成双连续负高斯曲率的关键。综上,发展了剪切诱导制备bijels的方法并建立了原位研究相态、界面演化的方法,为新型软物质体系的设计提供了实验基础。发表相关论文4篇,申请中国发明专利5项(其中2项已授权),培养硕士生1名。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Recent Progress toward Physical Stimuli-ResponsiveEmulsions
物理刺激响应乳液的最新进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Macromolecular Rapid Communications
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yutian Wu;Min Zeng;Quanyong Cheng;Caili Huang
  • 通讯作者:
    Caili Huang
Recent progress in emulsion gels: from fundamentals to applications
乳液凝胶的最新进展:从基础到应用
  • DOI:
    10.1039/d2sm01481e
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Soft Matter
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Chuchu Wan;Quan-Yong Cheng;Min Zeng;Caili Huang
  • 通讯作者:
    Caili Huang
Preparation of Janus Droplets and Hydrogels with Controllable Morphologies by an Aqueous Two-Phase System on the Superamphiphobic Surface
超双疏表面水两相体系制备形貌可控的Janus液滴和水凝胶
  • DOI:
    10.1021/acsami.2c16704
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Quanyong Cheng;Jingyi Chen;Chuchu Wan;Yuhang Song;Caili Huang
  • 通讯作者:
    Caili Huang
Tunable Janus geometric morphology from aqueous two-phase systems on a superhydrophobic substrate
超疏水基底上水性两相系统的可调 Janus 几何形态
  • DOI:
    10.1039/d2ta09202f
  • 发表时间:
    2023-01-18
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Cheng, Quanyong;Chen, Jingyi;Huang, Caili
  • 通讯作者:
    Huang, Caili

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

黄才利的其他基金

基于超双疏基底双水相体系Janus液滴和粒子的制备
  • 批准号:
    22275063
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码