Gemini表面活性剂的设计合成及其在植物叶表面超润湿铺展作用机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21303026
  • 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:
    B0204.胶体与界面化学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Using pesticide for crop diseases and insect pests controlling is an effective method of its high yield and good quality, study on the structure-activity relationship of superwetting agents and its superspreading mechanism is the key to urgently solving the problem of low efficiency for crop diseases and insect pests controlling. Basing on designing of molecule structures, siloxanes based gemini surfactants with different molecule structures will be synthesized through the microwave-assisted synthesis method, superwetting agents with superwettability will be obtained accordingly. Further more, the influence of molecule structures on the evolution of the molecular self-assembly structures will be studied and thermodynamic model in the evolution process will be further established.What's more, the relationship between molecule structures and its properties will be discussed and the structrue-properties will be revealled.And then aggregate structures in surfactant-laden liquid drop, the microstructures of surperwetting agents in or near three-phase interface of V/L/G will be studied, and superspreading dynamics behavior will be also studied. Moreover, relations of molecular structures on marangoni effect, autophilic spreading,and precursor film effect will be revealled. The model of superspreading behavior will be established or verified. A complexus superspreading theories will be proposed, Addtionally the superspreading regulation for dimehypo pesticide containing superwetting agent on the surface of plant leaves will be studied. This study is of great significance for promoting development of superspreading mechanism, improving the pesticide efficiency, reducing environment pollution and improving agricultural production efficiency.
农药防治农作物病虫草害, 是确保农业生产优质、高产、高效的重要手段,解决农作物防治中农药利用率低问题迫切需要对超润湿剂的构效关系及其超润湿铺展机理进行深入研究。从分子结构设计出发,通过微波法合成系列不同分子结构的三硅氧烷Gemini型具有超润湿特性的超润湿剂;研究分子结构对溶液自组装分子有序组合体形态演变的影响机制,建立其演变过程热力学理论模型,探讨形态演变与超润湿铺展性的关联,从而揭示分子结构与超润湿铺展的构效关系;探讨液滴内聚集体及气/液/固三相界面和附近处润湿剂分子的微观形貌,深入研究超润湿铺展行为和动力学,揭示分子结构对Marangoni效应、自亲效应和前驱液膜效应的影响规律,构建和验证超润湿铺展新模型,提出超润湿铺展复合驱动理论;并研究含超润湿剂的杀虫双药液在植物叶表面的超润湿铺展规律;本项目对完善超润湿铺展机理,提高药液利用率,减少环境污染,促进农业高效生产具有重要研究意义。

结项摘要

农药防治农作物病虫草害,是确保农业生产优质、高产、高效的重要手段,解决农作物防治中农药利用率低问题迫切需要对超润湿剂的构效关系及其超润湿铺展机理深入研究。本项目从分子结构设计出发,调控不同联接基团数m和乙氧基数n,合成得到系列不同分子结构的Gemini超润湿剂Sm(EO)n,通过红外、核磁证实成功合成了不同结构的Sm(EO)n,得到了转化率与反应因素的影响规律。反应动力学研究表明:丙烯酸与七甲基三硅氧烷的加氢反应均属二级反应,相对于常规法(109.272KJ/mol),微波法(84.395KJ/mol)能够显著降低反应活化能,微波法具有非热效应和溶剂效应。胶团化热力学研究表明:Sm(EO)n 的最低临界表面张力低γcac至21mN/m,归结于含有伞状的七甲基三硅氧烷特殊结构。对比相同联接基(s=2、4或6),不同EO数的Gemini表面活性剂(n=4.14、n=8.68、n=13.23),研究发现:随着EO数增加,其HLB值显著增加,γcac增大,CAC增大,Amin增大,Гmax减少,△Gθmic和△Gθads呈现负值,且随着EO数增加,其胶束化能力和界面吸附能力减弱。对比相同EO数,不同联接基长度的超润湿剂,研究发现:随着联接基长度的增加,HLB值显著降低,γcac减小,CAC减小,Amin略增大,且△Gθmic和△Gθads略增大,说明更易形成胶束和吸附至气/液界面。TEM表明超润湿剂形成了尺寸为120nm到350nm的球型胶束,DLS表明:胶束大小随着疏水联接基团的增加而增加,随着亲水EO数的增加而减少。超润湿铺展动力学表明:润湿铺展分三个阶段,铺展半径和面积取决于联接链长度和乙氧基链长度。铺展半径、面积、最大铺展速率和平均铺展速率与联接链长度的关联性规律是呈线性单调性,与乙氧基链长度的关系呈现非单调性,n=8.68时为最大值;研究发现HLB值约为10的超润湿剂表现出最好润湿铺展行为。且CWC越低,Sm(EO)n 润湿铺展越好。铺展指数N大小表明铺展过程产生了Marangoni驱动,且铺展速率与分子结构和润湿基底有关。S6(EO)8.68在芒果叶上的平均铺展速率(0.084mm/s)比水稻叶(0.062mm/s)高。提出了前驱水膜和Marangoni效应是超润湿铺展主驱动力。S6(EO)8.68超润湿剂能显著提高杀虫双农药的铺展速率,铺展面积和药液利用率。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A novolac epoxy resin modified polyurethane acylates polymer grafted network with enhanced thermal and mechanical properties
酚醛环氧树脂改性聚氨酯酰化物聚合物接枝网络具有增强的热性能和机械性能
  • DOI:
    10.1007/s10965-014-0435-2
  • 发表时间:
    2014-05-06
  • 期刊:
    JOURNAL OF POLYMER RESEARCH
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Lin, Jing;Wu, Xu;Yang, Zhuoru
  • 通讯作者:
    Yang, Zhuoru
Preparation of coatings from a series of silicone/fluorine-functionalized polyacrylates via electrophoretic deposition
通过电泳沉积法制备一系列有机硅/氟功能化聚丙烯酸酯涂层
  • DOI:
    10.1002/pat.3548
  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
    Polymers for Advanced Technologies
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Zhong, Ximing;Lin, Jing;Chen, Jingyuan;Lai, Yanghong
  • 通讯作者:
    Lai, Yanghong
三硅氧烷超润湿剂及其在植物叶表面超润湿铺展机理研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    化工进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林璟;郑成;毛桃嫣
  • 通讯作者:
    毛桃嫣

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其他文献

环境响应性嵌段共聚物的合成、自组装及应用研究进展
  • DOI:
    10.14159/j.cnki.0441-3776.2017.10.005
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    化学通报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    魏渊;郑成;毛桃嫣;林璟;凌慧
  • 通讯作者:
    凌慧
光热转换碳纳米管/高分子定形复合相变材料的制备及性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    化工新型材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王晨;唐兆第;林璟;高志猛;王静静
  • 通讯作者:
    王静静
沪深300股指期货定价偏差与投资者情绪
  • DOI:
    10.13860/j.cnki.sltj.20151122-063
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    数理统计与管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑振龙;林璟
  • 通讯作者:
    林璟
Opposite Superwetting Nickel Meshes for On-Demand and Continuous Oil/Water Separation
相反的超润湿镍网,用于按需和连续的油/水分离
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.7b04517
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    周才龙;冯锦新;程江;张慧;林璟;曾新娟;皮丕辉
  • 通讯作者:
    皮丕辉
纳米银三角片的光诱导法可控制备及其抗菌活性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    无机化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林璟;陈结形;何倩莹;白文丽;王伟;杨伟;郑成;刘自力;柯光耀;李晓欣
  • 通讯作者:
    李晓欣

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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