基于尼龙络合物新型电卡材料的制备及其高电卡强度和巨电卡效应的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51673154
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 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:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

As electrocaloric cooling is an environmentally friendly solid-state refrigeration technology with high energy efficiency, the research of electrocaloric material with high electrocaloric strength and giant electrocaloric effect has been the most pressing subject to commercialize electrocaloric cooling technology. Amorphous nylon complexes are prepared by compounding metal salts or nano-scale ionic liquids and nylon 6 or nylon 66 in this project. And then electrocaloric material with high electrocaloric strength and giant electrocaloric effect will be prepared by utilizing its crystallization result from complex dissociation upon application of an electric field and complexing again upon removal of an electric field. The correlation between compounding technology, composition, ionic species, complexation and the crystallinity of nylon complexes will be investigated. After that, the control technology of the crystalline of nylon complexes and the preparation method of amorphous nylon complexes will be established. The ion migration, complex dissociation, crystallization and temperature change of nylon complexes upon application of an electric field and complexing again between nylon and ion and temperature change upon removal of an electric field will be explored. The relationship between crystallinity change and ionic species, complexation as well as electric field strength will be made a thorough inquiry. Furthermore, we will build the corresponding relationship between the temperature change and crystallinity change, and then shed lights on the formation mechanism of high electrocaloric strength and giant electrocaloric effect. Finally, electrocaloric cooling devices will be designed and fabricated. This project will provide both theoretical and technical supports for the design, preparation and application of functional materials with high electrocaloric strength and giant electrocaloric effect.
电卡制冷是一种环保、能源利用率高的固态制冷技术,研发出具有高电卡强度和巨电卡效应的材料是实现电卡制冷技术商业应用最紧迫课题。本项目拟将金属盐及纳米离子液体与尼龙6及尼龙66复合制备出非晶态尼龙络合物,利用这种络合物在电场作用下解络合而结晶和去电场再络合的特性,制备出高电卡强度和巨电卡效应的材料。研究复合工艺、组成、离子种类以及络合作用与尼龙络合物结晶度的关联,构建尼龙络合物结晶度的调控技术和非晶态尼龙络合物的制备技术;研究电场作用下尼龙络合物中离子的迁移过程、解络合作用、尼龙的结晶和温变以及去电场后尼龙与离子的再络合作用和温变,探明材料结晶度变化与离子种类、络合作用和电场强度的关联,并建立材料的温变与材料结晶度变化的对应关系,阐明尼龙络合物的高电卡强度和巨电卡效应形成机制;设计并制备电卡制冷器件。该项目将为具有高电卡强度和巨电卡效应的功能材料的设计、制备和应用提供科学理论和实用技术。

结项摘要

电卡制冷是一种制冷效率高、环境友好的固态制冷技术,研发出具有高电卡强度和巨电卡效应的材料是实现电卡制冷技术商业应用最紧迫课题。本项目拟将金属盐与聚酰胺复合制备出非晶态尼龙络合物,利用这种络合物在电场作用下解络合而结晶和去电场再络合的特性,制备出高电卡强度和巨电卡效应的材料。基于非晶态-结晶态转变过程,可以根据尼龙结晶度变化和焓变来计算尼龙络合物电卡效应的理论温变和熵变。在聚酰胺种类、金属盐种类、制备工艺以及各种改性材料等方面分别进行了详细的研究。通过溶液-流延法和熔融-压延法制备了尼龙6/CaCl2薄膜材料,通过微量热仪测得尼龙6/CaCl2膜在0.8 kV cm-1电场下产生的ΔT为18.2 K,表现出巨电卡效应,其电卡强度为22.8 K cm kV-1,是目前报道最高值的近100倍,而且所需要的电场强度也远低于传统的电卡材料。选择聚酰胺的良溶剂氯乙醇与聚酰胺金属络合物制备了高分子凝胶,研究块状材料的电卡效应。该项目将为具有高电卡强度和巨电卡效应的功能材料的设计、制备和应用提供科学理论和实用技术。

项目成果

期刊论文数量(46)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
Carbonized Cellulose Nanofibril/Graphene Oxide Composite Aerogels for High-Performance Supercapacitors
用于高性能超级电容器的碳化纤维素纳米纤维/氧化石墨烯复合气凝胶
  • DOI:
    10.1021/acsaem.9b02195
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    ACS APPLIED ENERGY MATERIALS
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Yang Quanling;Yang Junwei;Gao Zhaodongfang;Li Bei;Xiong Chuanxi
  • 通讯作者:
    Xiong Chuanxi
Preparation of Microporous Polypropylene/Titanium Dioxide Composite Membranes with Enhanced Electrolyte Uptake Capability via Melt Extruding and Stretching
通过熔融挤出和拉伸制备具有增强电解质吸收能力的微孔聚丙烯/二氧化钛复合膜
  • DOI:
    10.3390/polym9030110
  • 发表时间:
    2017-03-01
  • 期刊:
    POLYMERS
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Wang, Shan;Ajji, Abdellah;Xiong, Chuanxi
  • 通讯作者:
    Xiong, Chuanxi
Fe3+ Cross-Linked Polyaniline/Cellulose Nanofibril Hydrogels for High-Performance Flexible Solid-State Supercapacitors
用于高性能柔性固态超级电容器的 Fe3 交联聚苯胺/纤维素纳米纤维水凝胶
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.9b03674
  • 发表时间:
    2019-11-04
  • 期刊:
    ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Liu, Zhikang;Chen, Jisi;Hu, Guo-Hua
  • 通讯作者:
    Hu, Guo-Hua
Phytic acid modified manganese dioxide/graphene composite aerogel as high-performance electrode materials for supercapacitors
植酸改性二氧化锰/石墨烯复合气凝胶作为超级电容器高性能电极材料
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2019.143589
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Tian Wenwen;Cheng Dekang;Wang Shan;Xiong Chuanxi;Yang Quanling
  • 通讯作者:
    Yang Quanling
Properties of gel polymer electrolytes based on poly(butyl acrylate) semi-interpenetrating polymeric networks toward Li-ion batteries
基于聚丙烯酸丁酯半互穿聚合物网络的凝胶聚合物电解质在锂离子电池中的性能
  • DOI:
    10.1007/s11581-017-2083-0
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Ionics
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Wu Xiaomeng;Liu Ya;Yang Quanling;Wang Shan;Hu Guohua;Xiong Chuanxi
  • 通讯作者:
    Xiong Chuanxi

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    熊传溪

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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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