仿鸟骨结构纳米纤维复合材料及其在临近空间环境中吸波机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51873004
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    59.0万
  • 负责人：
    鹿现永
  • 依托单位：
    北京航空航天大学
  • 学科分类：
    E0307.智能与仿生材料
  • 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

Stealth spacecrafts in near space have important strategic significance in modern national defense. Strong ultraviolet radiation, low temperature, high ozone concentrations require microwave absorbers be good weatherability, low density and excellent mechanical properties. Bird bone has a three-dimensional porous long-range order structure. Inspired by this structure, high performance nanofibers/magnetic nanosheets/conducting polymers will be well fabricated. In this project, the important scientific problem has been well performed based on surface interaction between nanofibers and magnetic nanosheets. The magnetic field or electrical field will be employed to obtain the long range order of magnetic nanosheets. Supercritical drying will be used as powerful tool for bio-inspired bird bone structures. The long range order, the ratio of polymers and magnetic nanosheets, electrical property will be studied in great detail for the general rule designing high performance microwave absorbers in near space.
临近空间隐身飞行器在现代国防中具有重要的战略意义。临近空间环境具有高紫外辐射强度、低温、臭氧浓度高等特点，这就要求隐身吸波材料具有较强的上述耐候性和轻质高强的力学特性。本项目从鸟骨多孔三维有序结构和轻质高强的力学性质受到启发，从解决高性能高分子纳米纤维与无机磁性纳米片界面相容性的基本科学问题出发，以高性能纳米纤维作为磁性纳米片无机分散基质，并通过磁场或电场作用实现无机磁性纳米片的长程有序结构，通过导电高分子原位修饰实现电学性能调控，通过超临界干燥技术实现复合材料的多孔有序结构；揭示纳米纤维复合材料长程有序结构、有机/无机配比、导电性和力学性质在临近空间环境中的电磁吸收规律，建立临近空间环境吸波材料评价体系，最后实现纳米纤维复合材料在临近空间环境超强耐候性、轻质高强力学性能和优异的吸波性能。

结项摘要

临近空间隐身飞行器在现代国防中具有重要的战略意义。临近空间环境具有高紫外辐射强度、低温、臭氧浓度高等特点，要求隐身吸波材料具有较强的上述耐候性和轻质高强的力学特性。本项目从鸟骨多孔三维轻质高强有序结构受到启发，以高性能纳米纤维作为磁性纳米片分散基质，并通过磁场作用实现无机磁性纳米片的长程有序结构；研究纳米纤维复合材料长程有序结构、有机/无机配比在临近空间环境中的电磁波吸收规律。仿鸟骨结构纳米纤维复合膜在厚度为1.5 mm，频率为10.5 GHz时RL达-39 dB；当厚度为2.0 mm时，有效吸收带宽（RL≤-10 dB）达3.2 GHz。此外，在纳米纤维复合膜表面化学气相沉积二氧化硅无机涂层，其阻燃和耐热性能显著提升。极限氧指数为36.5，抗拉强度高至7.5 MPa，柔韧性好。该轻质高强的仿鸟骨结构纳米纤维复合材料在临近空间环境吸波具有潜在的应用价值。

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（0）
Bio-Inspired Aramid Fibers@silica Binary Synergistic Aerogels with High Thermal Insulation and Fire-Retardant Performance.
具有高隔热和阻燃性能的仿生芳纶纤维@二氧化硅二元协同气凝胶
  • DOI：
    10.3390/polym15010141
  • 发表时间：
    2022-12-28
  • 期刊：
    Polymers
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Zhou J;Liu X;He X;Wang H;Ma D;Lu X
  • 通讯作者：
    Lu X
气凝胶材料的研究进展及其在航空航天领域的应用
  • DOI：
    10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.04.002
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    高分子通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吕璐涛;杨宗霖;刘伟;鹿现永
  • 通讯作者：
    鹿现永
Bioinspired Hairy Crab Claw Polymer Surface with Excellent Self-Cleaning Wettability in Muddy or Oil-Contaminated Water
仿生毛蟹爪聚合物表面在泥浆或油污水中具有优异的自清洁润湿性
  • DOI：
    10.1021/acsabm.8b00641
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    ACS Applied Bio Materials
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Li Xiaofang;Cai Hongyan;Yuan Yi;Wang Xianghua;Lu Xianyong;Zhu Ying;Jiang Lei
  • 通讯作者：
    Jiang Lei
超临界技术制备多孔聚合物微球及其应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    化学通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨宗霖;吕璐涛;刘伟;鹿现永
  • 通讯作者：
    鹿现永

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其他文献

其他文献

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功能无机纳米晶体驱动的仿生智能界面材料的构筑及性质研究
  • 批准号：
    21103006
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    25.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

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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