冰晶模板组装技术中通过热力学因素调控气凝胶微观结构与性能的机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51873133
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0305.高分子共混与复合材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

How to regulate the aerogel microstructure is one of the most important and basic scientific problems in the field of aerogel materials. Ice crystal template is a simple and green method to prepare aerogels. In recent years, the microstructure of aerogels has been regulated by the dynamics of ice crystal growth. However, it is often neglected to regulate the microstructure from the thermodynamic aspects due to the lack of interdisciplinary knowledge. In this project, we propose to systematically study the influence of thermodynamic properties of different aerogel precursor systems on the nucleation and growth of ice crystals, and then control the aerogel microstructure. Furthermore, we will investigate the relationship between the design of precursor system, ice crystal structure, aerogel microstructure and mechanical / thermal conductivity. We plan to study (1) the construction of typical aerogel precursor model systems; (2) the physical and chemical properties and morphology of ice in the aerogel precursor model systems; (3) effects of ice crystal structure and morphology on the structure and properties of aerogels. This project involves the knowledge of physical chemistry, polymer physics, crystallography and colloidal physics. The outcomes of this project will provide scientific basis for the design of aerogel precursor systems and the regulation of aerogel microstructure.
如何定构气凝胶的微观结构是气凝胶材料领域最重要和最基础的科学问题之一。冰晶模板法是一种简单绿色的制备气凝胶的方法。近年来通过控制冰晶生长的动力学条件调控气凝胶的微观结构取得了较大的研究进展;然而,由于涉及学科交叉,从热力学角度调控气凝胶的微观结构往往被忽视。本项目提出系统地改变冰晶模板法中气凝胶前驱体体系的热力学性质,研究热力学性质对冰晶成核与生长的影响规律,进而实现气凝胶微观结构的定构,旨在建立前驱体体系设计—冰晶结构—气凝胶微观结构—力学/导热性能的关系。主要研究内容包括:(1)典型气凝胶前驱体模型体系的构筑;(2)气凝胶前驱体模型体系中冰的物理化学和形态结构研究;(3)冰晶结构和形貌对气凝胶结构和性能的影响。本项目涉及物理化学、高分子物理、晶体学和胶体物理等学科交叉,项目的开展将为从热力学角度进行气凝胶前驱体体系的设计和气凝胶微观结构的调控提供科学依据,具有重要理论价值和现实意义。

结项摘要

如何构筑气凝胶的微观结构、性能和功能是气凝胶材料领域最重要和最基础的科学问题之一。我们通过控制冰晶生长的动力学条件调控聚电解质水溶液、氧化石墨烯悬浮液和氧化石墨烯悬浮液/添加剂三类气凝胶前驱体,揭示溶质和分散相的存在对水的表面张力、相变温度、相变和临界成核等性能的研究。通过气凝胶前驱体模型体系中水的物理化学性质和冰晶结构,认识了前驱体体系中水的热力学变化对冰核的形成和生长行为的影响;离析模型体系中冰晶的形态结构与气凝胶微观结构的关系,指导制备微观形貌可控的多孔气凝胶材料。通过研究高性能、低热导率气凝胶的前驱体体系的设计,回答了前驱体体系水冰物理化学性质对气凝胶微观结构的影响机制;弄清前驱体体系—冰晶形态结构—气凝胶微观结构—气凝胶力学性能/导热性能/功能化的关系,制备了一系列高性能的气凝胶,本项目从热力学角度进行气凝胶前驱体体系的设计和气凝胶微观结构的调控提供科学依据,具有重要理论价值和现实意义。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Facile fabrication of wood-inspired aerogel from chitosan for efficient removal of oil from Water
用壳聚糖轻松制造仿木气凝胶,可有效去除水中的油
  • DOI:
    10.1016/j.jhazmat.2019.121507
  • 发表时间:
    2020-03-05
  • 期刊:
    JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Yi, Longfei;Yang, Jiyu;Guo, Shaoyun
  • 通讯作者:
    Guo, Shaoyun
Fabrication of Chitosan/MXene multilayered film based on layer-by-layer assembly: Toward enhanced electromagnetic interference shielding and thermal management capacity
基于逐层组装的壳聚糖/MXene多层薄膜的制备:增强电磁干扰屏蔽和热管理能力
  • DOI:
    10.1016/j.compositesa.2022.106809
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhangna Tan;Hong Zhao;Furong Sun;Linxin Ran;Longfei Yi;Lijuan Zhao;Jinrong Wu
  • 通讯作者:
    Jinrong Wu
Achieving highly anisotropic thermal and electrical conductivities via synergistic distribution of boron nitride and graphene nanosheets in multilayered composites
通过多层复合材料中氮化硼和石墨烯纳米片的协同分布实现高度各向异性的导热性和导电性
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2022.167971
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Hong Zhao;Linxin Ran;Yuanjie Xie;Furong Sun;Longfei Yi;Lijuan Zhao;Jinrong Wu
  • 通讯作者:
    Jinrong Wu
Ice Crystal Growth Mechanism and Structure-activity Relationships of Graphene Oxide/Poly(vinyl alcohol)Aerogels
氧化石墨烯/聚乙烯醇气凝胶的冰晶生长机制及构效关系
  • DOI:
    10.1007/s10118-022-2707-3
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Chinese Journal of Polymer Science
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Xi Xiaotian;Luo Xingqi;Xia Yu;Yi Longfei;Wang Yi;Song Dayu;Song Yongjiao;Wu Jinrong;Zhao Lijuan
  • 通讯作者:
    Zhao Lijuan
Flame-retardant and Self-healing Biomass Aerogels Based on Electrostatic Assembly
基于静电组装的阻燃自修复生物质气凝胶
  • DOI:
    10.1007/s10118-020-2444-4
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    CHINESE JOURNAL OF POLYMER SCIENCE
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Yang Jiyu;Xia Yu;Zhao Jin;Yi Longfei;Song Yongjiao;Wu Hong;Guo Shaoyun;Zhao Lijuan;Wu Jinrong
  • 通讯作者:
    Wu Jinrong

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其他文献

谷氨酰胺对斜带石斑鱼GF-1细胞中C-Myc蛋白的表达与神经坏死病毒复制的影响
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  • 作者:
    沈海洋;卢志杰;秦真东;赵丽娟;李亚男;刘春;杨光;叶成凯;潘淦;林蠡
  • 通讯作者:
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基于多核支持向量回归的光谱反射率重建方法
  • DOI:
    10.3788/yjyxs20183312.1008
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    赵丽娟
Analysis of related factors on accuracy in the parameter extraction from Brillouin gain spectrum
布里渊增益谱参数提取精度相关因素分析
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    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵丽娟;徐志钮;李永倩
  • 通讯作者:
    李永倩
基于多源观测资料的海峡西岸城市春季颗粒物污染
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    蒋永成;郑辉;蒋宗孝;陈赛;陈德花;赵天良;王宏;黄艳艳;胡清华;赵丽娟;张玲
  • 通讯作者:
    张玲

其他文献

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赵丽娟的其他基金

有机-无机复合气凝胶热电材料的制备与性能研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
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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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