新型溶剂诱导变形的聚乙炔/取向碳纳米管复合材料

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51403038
  • 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:
    E0310.其他有机高分子功能材料
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Deformable polymers, which have promising applications in a wide range of fields, including optoelectronic devices, actuators and sensors, have been a hot topic of multi-disciplinary studies. Although deformable polymers have been intensively explored in the past several decades, several problems are still unresolved. Prominent issues, involving slow response, random deformation and poor stability, seriously hindered their further development. In this project, aligned carbon nanotubes are introduced to responsive polymer to obtain solvent-driven deformable polymer composites with rapid response, controlled deformation direction and high stability. A new family of polyacetylene derivatives are studied as a demonstration. The main ideas are concluded as follows: the anisotropic interface formed by aligned carbon nanotubes will induce polymer chains to orient along the axis direction of carbon nanotubes; the highly-ordered structure endows the polymer with rapid conformation change thus enhance the response rate; the anisotropic structure of composite makes the composite film deform along the direction perpendicular to aligned carbon nanotubes; and the aligned carbon nanotubes are beneficial to improve the strength and thermal stability of the composite film. The responsive behavior of composites will be systematically studied including the influence of the composition and structure of polymer, the size and structure of aligned carbon nanotubes, the ratios of polymer and carbon nanotube, the preparation process and the environment conditions. We focus on elucidating the mechanism and rules of responsive properties enhanced by aligned carbon nanotubes and developing a series of solvent-driven deformable polymer composites with excellent performances.
敏感变形高分子材料因为在光电器件、驱动器、传感器等领域的重要应用前景,成为多学科交叉研究的一个热点方向。虽然敏感变形高分子已被广泛研究,但仍然存在一些不足,如响应慢、变形方向不可控、稳定性低等,严重制约其进一步发展。本项目拟通过引入宏观取向碳纳米管,获得在溶剂刺激下快速响应、变形方向可控、稳定性好的敏感变形高分子复合膜。主要以聚乙炔衍生物为模型,基本构想是:取向碳纳米管形成各向异性界面诱导高分子沿着其长度方向有序排列;高分子高度有序结构有利于其构象快速有效转变,提高响应速度;复合膜的各向异性结构控制其沿着垂直于碳纳米管长度方向可逆弯曲;引入取向碳纳米管将大幅提高复合膜的力学强度和热稳定性。将系统研究高分子组成和结构、碳纳米管尺寸和结构以及复合方式等参数对复合膜敏感性能的影响,重点揭示取向碳纳米管增强高分子变形性能的机制和规律,在此基础上发展出一类具有优异综合性能的敏感变形高分子复合材料。

结项摘要

本项目利用取向碳纳米管,诱导聚乙炔共轭分子链沿着碳纳米管长度方向取向,制备了在溶剂作用下可逆变形的复合材料,其变形方向可控且总是垂直于取向碳纳米管长度方向,同时碳纳米管的引入大幅提高了复合材料响应速度、力学强度和热稳定性。通过系统研究,揭示了取向碳纳米管增强高分子响应变形性能的机制和规律。进一步将该方法和机制拓展到其他高分子,发展了柔性可拉伸的电致变色复合纤维和应力变色复合纤维,为发展高性能敏感响应复合材料提供了新思路。在项目执行期间,项目负责人以通讯作者发表论文15篇(含接收),包括1篇Nature Protoc.、2篇Adv. Mater.和2篇Angew. Chem. Int. Ed.,在Nature Rev. Mater.上发表综述。出版1部英文专著(Elsevier)、在3部国际学术专著上撰写3个章节。申请中国发明专利6项,授权3项。参加9次国际国内学术会议。获得2017年上海市青年科技启明星等奖励。

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Preparation of biomimetic hierarchically helical fibre actuators
仿生分级螺旋纤维致动器的制备
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Nature Protocols
  • 影响因子:
    14.8
  • 作者:
    Deng Jue;Xu Yifan;He Sisi;Chen Peining;Bao Luke;Hu Yajie;Wang Bingjie;Sun Xuemei;Peng Huisheng
  • 通讯作者:
    Peng Huisheng
Mechanochromic Photonic-Crystal Fibers Based on Continuous Sheets of Aligned Carbon Nanotubes
基于连续排列碳纳米管片的力致变色光子晶体光纤
  • DOI:
    10.1002/anie.201412475
  • 发表时间:
    2015-03-16
  • 期刊:
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Sun, Xuemei;Zhang, Jing;Peng, Huisheng
  • 通讯作者:
    Peng, Huisheng
Mechanochromic Fibers with Structural Color
具有结构色的机械变色纤维
  • DOI:
    10.1002/cphc.201500736
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    ChemPhysChem
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Li Houpu;Sun Xuemei;Peng Huisheng
  • 通讯作者:
    Peng Huisheng
Conjugated polymer for flexible energy harvesting and storage
  • DOI:
    adma.201704261
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Advanced Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Zhitao;Liao Meng;Lou Huiqing;Hu Yajie;Sun Xuemei;Peng Huisheng
  • 通讯作者:
    Peng Huisheng
Energy harvesting and storage in 1D devices
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Nature Reviews Materials
  • 影响因子:
    83.5
  • 作者:
    Sun Hao;Zhang Ye;Zhang Jing;Sun Xuemei;Peng Huisheng
  • 通讯作者:
    Peng Huisheng

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其他文献

纤维电化学储能器件的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任婧;孙雪梅;陈培宁;王永刚;彭慧胜
  • 通讯作者:
    彭慧胜
复方黄黛片治疗急性早幼粒细胞白血病 Meta 分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵衍东;马邦云;王梦亚;孙雪梅
  • 通讯作者:
    孙雪梅
一类平面直线构形的Falk不变量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    北京化工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙雪梅;郭玲;张林;姜广峰
  • 通讯作者:
    姜广峰
云南野生茶树化学成分多样性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    湖南农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙雪梅;宋维希;矣兵;马玲
  • 通讯作者:
    马玲
菊芋叶绿体分离方法比较研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    西北农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许盼盼;杨世鹏;王丽慧;孙雪梅;高洁铭;李莉;钟启文
  • 通讯作者:
    钟启文

其他文献

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孙雪梅的其他基金

基于有机电化学晶体管的柔性纤维状生物传感器
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    64 万元
  • 项目类别:
    面上项目
一种新型纤维状的光电转换器件
  • 批准号:
    51673043
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    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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