仿海葵结构高舒适纳米纤维膜的可控制备及其透湿机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51803075
  • 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:
    E0301.高分子材料制备
  • 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

The disadvantages of “Pay more attention to protection than comfort” of the current rescue protective clothing usually lead to sultry discomfort for the rescuer when they have strenuous activity, which seriously affect the relief effect and even the life safety of the rescuers. Herein, we will study the fabrication and structure regulation of sea anemone-like nanofibrous membranes, and reveal the collaborative optimization mechanism of the multiple channel structure and moisture permeable performance, finally to obtain waterproof and breathable materials with high porosity and comfort. Recently, by introducing the reaction between the crosslinking agent and fluorine-free hydrophobic agent, we have preliminary prepared the composite waterproof and breathable membranes with both sea anemone-like small fibers and nanofibers. However, the moisture permeability of these sea anemone-like membranes could not meet the requirements of practical application yet. In this study, we plan to study the controllable fabrication and moisture permeability optimization of the sea anemone-like nanofibrous membranes with high comfort, master the structure regulation method of the crosslinking agent/polymer nanofibrous membranes, reveal the structure evolution mechanism of the sea anemone-like small fibers during the fluorine-free hydrophobic modification process, and clarify the forming critical condition and structure regulating rule of the sea anemone-like structure. Finally, we will clarify the optimized structure of the sea anemone-like nanofibrous membranes, and achieve the target of preparing materials with the porosity >90% and moisture permeability >12 kg m-2 d-1, which could satisfy their application requirements in safety protective clothing areas.
当前救援防护服装存在“重防护、轻舒适”的弊端,易导致救援者在剧烈活动时感到闷热等不适感,严重影响救援效果甚至救援者的生命安全。本项目拟研究仿海葵结构纳米纤维膜的成型及结构调控规律,揭示纤维膜的多级孔道结构与透湿性能的协同优化机制,从而获得具有高孔隙率、高舒适性的防水透湿膜材料。近期申请者通过引入交联剂与无氟疏水剂的交联反应,初步获得了纳米纤维与仿海葵小纤维复合的防水透湿膜材料,但其透湿性能仍未达到实际应用要求。本项目将开展仿海葵结构高舒适纳米纤维膜的可控制备及其透湿性能优化研究,掌握交联剂/聚合物纳米纤维膜结构调控的科学方法,揭示无氟疏水改性过程中仿海葵小纤维的结构演变机制,明晰纤维膜仿海葵结构成型的边界条件及其结构调控规律,确立材料达到最佳透湿性能时的本体结构特征,实现其孔隙率>90%、透湿量>12kg m-2 d-1的目标,以满足其在安全防护服装领域的应用要求。

结项摘要

当前救援防护服装存在“重防护、轻舒适”的弊端,易导致救援者在剧烈活动时感到闷热等不适感,严重影响救援效果甚至救援者的生命安全。本项目旨在研究仿海葵小纤维的成型过程及其结构调控规律,实现具有仿海葵结构纤维的高舒适纳米纤维膜的可控制备,明晰其多级孔道结构与透湿性能间的构效关系,获得具有高舒适性的防水透湿膜材料。主要研究进展如下:(1)通过改变疏水剂和交联剂的种类,探索了疏水剂与交联剂间的交联反应,阐明了疏水剂/交联剂的适配性对仿海葵小纤维形貌结构的影响规律。(2)明晰了仿海葵小纤维在疏水改性过程中的结构演变过程,确立了仿海葵结构的成型边界条件,分析膜材料的多级孔道结构特征与纤维膜透湿量间的内在关联,最终获得了具有仿海葵结构纤维的高舒适性纳米纤维膜材料,实现了该膜材料透湿量>12kg m-2 d-1的目标,以满足防护服装领域对材料舒适性的需求。(3)考察了PVDF/TiO2的种类及含量、原液特性和纺丝加工参数对纤维膜结构和润湿性能的影响规律,掌握了PVDF/TiO2纳米纤维膜润湿性能可控的科学方法,为构筑具有仿海葵结构纤维的微纳复合材料的基材选择提供了更多可能性。本项目所研制的一系列仿海葵结构高舒适纳米纤维膜在医疗防护服、消防服与野外作战服等防护服装领域具有广阔的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
Multiscale-structured polyvinylidene fluoride/polyacrylonitrile/vermiculite nanosheets fibrous membrane with uniform Li+ flux distribution for lithium metal battery
用于锂金属电池的锂通量分布均匀的多尺度结构聚偏氟乙烯/聚丙烯腈/蛭石纳米片纤维膜
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Membrane Science
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Yunyun Zhai;Xiangwei Wang;Yifan Chen;Xiao Sang;Haiqing Liu;Junlu Sheng;Yunqin Wu;Xiaoya Wang;Lei Li
  • 通讯作者:
    Lei Li
Polydopamine modification electrospun polyacrylonitrile fibrous membrane with decreased pore size and dendrite mitigation for lithium ion battery
锂离子电池用聚多巴胺改性电纺聚丙烯腈纤维膜,孔径减小,枝晶减少
  • DOI:
    10.1007/s10853-019-04218-9
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Materials Science
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Gao Yue;Sang Xiao;Chen Yifan;Li Yue;Liu Bingbing;Sheng Junlu;Feng Yong;Li Lei;Liu Haiqing;Wang Xiangwei;Kuang Chunxia;Zhai Yunyun
  • 通讯作者:
    Zhai Yunyun
Rheology of Cellulose/Alginic Acid Blends with 1‐Allyl‐3‐Methylimidazolium Chloride as Solvent
以 1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑鎓为溶剂的纤维素/海藻酸混合物的流变学
  • DOI:
    10.1002/pen.25277
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Polymer Engineering & Science
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zhi Xu;Yongbo Yao;Junlu Sheng;Zhe Li;Qun Yang;Zhiyong Yan;Yumei Zhang
  • 通讯作者:
    Yumei Zhang
Synthesis of flexible BaTiO3 nanofibers for efficient vibration-driven piezocatalysis
用于高效振动驱动压电催化的柔性 BaTiO3 纳米纤维的合成
  • DOI:
    10.1091/mbc.e15-11-0809
  • 发表时间:
    2016-05-15
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Cockell CS
  • 通讯作者:
    Cockell CS

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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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