二维层状材料界面纳米摩擦行为的原子力显微探针操纵研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51802053
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0205.无机非金属基复合材料
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Two-dimensional layered materials, offering unique atomic level flat interfaces and interlayer van der Waals forces, have been recognized as an ideal platform to study nanotribology behavior. Investigation on friction behavior at the interfaces of two-dimensional materials is of great significance to reveal the friction and lubrication mechanism and to solve the friction problem in microeletromechanical systems (MEMS). In this project, the interfacial friction behavior between layers will be investigated by manipulating the two-dimensional layered material MoS2 nanosheets with atomic force microscopy(AFM) tip, therefore solving the problem that most studies can only study the interface between the tip and one single material. By examining the influence of lattice commensurability, normal pressure, slip direction and other factors on the friction behavior at the interface of MoS2 Sheets, the difference in property and mechanism of the friction behavior between homogeneous interface and heterogeneous interface could be elaborated. By exploring the modulation principle of electric field on friction behavior, the regulation mechanism of interfacial charge/ potential on interfacial friction between MoS2 Sheets will be determined. By illustrating the relationship between interfacial friction behavior and electrical transport properties of MoS2 Sheets, a new way that can predict the frictional behavior through interfacial electrical transport properties can be proposed.
二维层状材料具有独特的原子级平整的界面及层间范德华力作用,成为研究纳米摩擦行为的理想体系。研究二维层状材料界面摩擦行为对于揭示摩擦和润滑机制以及微纳机电系统(MEMs/NEMs)中与运动相关的摩擦问题具有重要的意义。本项目通过原子力显微镜(AFM)针尖操纵二维层状材料MoS2纳米片进行滑移的方法,实现二维层状材料层间界面摩擦行为的研究,从而克服多数研究界面只能局限于针尖与单一材料表面的问题。通过测量MoS2层间界面相对滑移时的摩擦力,考察晶格公度性、正压力、滑移方向等因素对摩擦行为的影响规律,阐明二维层状材料同质界面与异质界面摩擦行为的不同及机理。探索利用外加电场调控MoS2层间界面摩擦力,确定界面电荷/电势对层间界面摩擦行为的调控机制。研究MoS2层间界面摩擦行为与层间电输运性质的关系,探讨利用层间电输运性质预测摩擦行为的新途径。

结项摘要

从原子/分子尺度研究摩擦现象对于理解摩擦力起源、解决微纳力学器件中的摩擦磨损问题具有重要意义。作为一种微纳尺度摩擦的研究手段,摩擦力显微技术受针尖材料单一、尖端原子结构和形态难以确认等问题的约束,难以研究两个相互摩擦表面的晶体结构、取向、接触面积和边缘等对摩擦力的影响。本项目围绕二维材料界面摩擦力测量及摩擦机制问题,发展了基于AFM针尖操纵的摩擦力测量技术,研究了二维范德华异质结构MoO3/石墨中的界面摩擦性质,取得了如下创新性成果: 1. 发展了基于AFM针尖操纵的摩擦力测量技术,建立了纳米结构单元可控操纵与界面摩擦力测量的研究方法。2. 采用范德华外延生长构筑了MoO3/石墨摩擦体系,研究了层间摩擦力与晶体相对转角、接触面积、边缘等的关系,为理解原子/分子尺度摩擦现象提供了实验证据。3. 研究了界面水插层对摩擦力的影响,提出了界面二维冰结构有序度变化带来的摩擦耗散。4. 发展了利用悬空纳米线校准AFM摩擦力的新方法,实现了摩擦力的精准定量测量。

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)

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其他文献

双峰驼NUCB2/Nesfatin-1抗体的制备及其表达分布
  • DOI:
    10.13859/j.cjz.202203009
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    动物学杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    白兆星;么宏强;罗雨晨;张雅文;张光杰;斯日古楞
  • 通讯作者:
    斯日古楞
角鲨烯/γ-环糊精包合物制备及分子模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张光杰;谷令彪;周民生;袁超;刘金洲
  • 通讯作者:
    刘金洲
白色脂肪棕色化及其与疾病的相关性研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    黑龙江畜牧兽医
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王 铭;玉斯日古楞;罗雨晨;张雅文;张光杰;么宏强
  • 通讯作者:
    么宏强
不同环糊精对角鲨烯的包合作用
  • DOI:
    10.13550/j.jxhg.20180621
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    精细化工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张光杰;杜磊;路志芳;袁超;陈笛
  • 通讯作者:
    陈笛
响应面法优化八角茴香精油/羟丙基-β-环糊精包合物制备工艺
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国食品添加剂
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张光杰;王聪;袁超;周欢
  • 通讯作者:
    周欢

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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