氮化碳纳米片对聚合物材料边界润滑状态摩擦学行为的影响机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51805517
  • 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:
    E0505.机械摩擦学与表面技术
  • 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

With the rapid development of modern engines, more and more motion components are being subjected to mixed and even severe boundary lubrication conditions. It is thus urgent to develop high-performance tribo-materials enduring the harsh service conditions. Owing to the excellent self-lubricating characteristics and chemical stability, polymer composites present high potential in developing tribo-pairs with long lifespan and high reliability. Graphitic carbon nitride exhibits high elastic modulus and possesses a unique layered structure; it can be an ideal candidate of reinforcing material for developing high-performance tribo-materials exposed to harsh rubbing conditions. In this work, carbon nitride nanosheets will be one-step synthesized and functionalized with ionic liquids and dopamine. The nanosheets will be dispersed uniformly in a polyimide matrix following an in-situ polymerization route. Effect of nanosheets’ structures and surface functionalization on the tribological performance of polyimide will be systematically investigated under oil lubrication conditions. The nanostructures and micro/nanomechanical properties of the friction interface will be explored. It is the objective of this project to reveal the influential mechanisms of functionalized carbon nitride nanosheets on the interface interactions. It is expected that the output of this work will gain an insight into the fundamental issues with respect to tribology of polymer nanocomposites. In particular, the results of this project will guide the design of high-performance polymer composites for applications under harsh boundary lubrication conditions.
随着现代发动机技术的迅猛发展,相关运动机构频繁处于混合甚至边界润滑区间运转,对摩擦副材料的可靠性和使用寿命提出了严峻挑战。聚合物复合材料具有良好的自润滑特性和化学稳定性等特点,在高可靠、长寿命摩擦副的设计和应用方面具有巨大潜力。石墨相氮化碳具有很高的弹性模量和独特的层状结构,其作为聚合物增强相具有优异的摩擦学性能。本项目拟设计制备二维氮化碳纳米片并进行表面功能化改性,采用原位聚合方式在聚酰亚胺基体中均匀分散功能化改性的氮化碳纳米片。系统研究氮化碳纳米片片层结构及表面功能化改性对聚酰亚胺油润滑条件下摩擦学性能的影响规律,深入表征摩擦界面的纳米结构与微/纳尺度性能,阐明氮化碳纳米片影响边界润滑摩擦副界面作用的本质。研究结果有望加深对油润滑条件下聚合物纳米复合材料摩擦学一般性科学问题的理解,为研制适用于苛刻边界润滑工况的聚合物复合材料提供理论指导。

结项摘要

我国国产机械装备技术的快速发展,使相关运动机构的运行工况愈加苛刻,频繁运转于边界润滑状态,这对摩擦副材料的运行可靠性及使用寿命提出了严峻挑战。本研究基于聚合物材料介质润滑体系的研究与发展,立足聚合物材料-金属摩擦副的润滑设计理念,采用简单的一步水热法制备了原位分散的水溶性氮化碳材料,将其作为绿色水润滑剂引入到聚合物-金属对摩体系中,深入研究了边界润滑条件下配副的摩擦学机理,系统阐述了边界润滑条件下水溶性氮化碳的片层结构及表面功能化改性对其摩擦学性能的影响规律,重点分析了摩擦副表面的摩擦化学反应,定量表征了摩擦界面转移膜的微纳米结构,揭示了水溶性氮化碳影响聚合物-金属边界润滑界面的作用本质。本项目工作拓展了氮化碳微纳米材料在摩擦学领域的新应用,研究结果可为苛刻边界润滑工况下新型水润滑剂的研制提供设计思路和技术方案。基于以上研究工作,相关成果已在Chemical Engineering Journal、Tribology International和《摩擦学学报》等本领域国内外知名期刊发表SCI论文3篇、EI论文1篇,申请发明专利6项,其中3项已获授权。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
羽状氮化碳水润滑剂对环氧树脂-不锈钢配副摩擦学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    摩擦学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张利刚;郭月霞;赵福燕;李贵涛;张嘎;程宝珍
  • 通讯作者:
    程宝珍
Role of reinforcement types and silica nanoparticles on tribofilm growth at PTFE-Steel interface
增强材料类型和二氧化硅纳米粒子对 PTFE-钢界面摩擦膜生长的作用
  • DOI:
    10.1016/j.triboint.2019.106035
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    TRIBOLOGY INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Fan, Xuefeng;Li, Guitao;Zhang, Ga
  • 通讯作者:
    Zhang, Ga

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其他文献

不同干扰方式对疏叶骆驼刺形态特征及地上生物量的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Chinese Journal of Applied Ecology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李海峰;曾凡江;桂东伟;安桂香;刘镇;张利刚;刘波
  • 通讯作者:
    刘波
疏叶骆驼刺根系对土壤异质性和种间竞争的响应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    植物生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗维成;曾凡江;刘波;张利刚;宋聪;彭守兰;Stefan K.ARNDT
  • 通讯作者:
    Stefan K.ARNDT
不同利用强度下绿洲农田土壤微量元素有效含量特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Acta Ecologica Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李海峰;曾凡江;桂东伟;雷加强;张利刚;郭永平;热甫开提·沙比提
  • 通讯作者:
    热甫开提·沙比提

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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