氮化硼二维材料热输运特性的多物理场调控

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51606192
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0603.传热传质学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Two-dimensional boron nitride (BN) is an insulating material with its thermal conductivity higher than any other two-dimensional materials except graphene. This property enables it to play an important role in chip-level cooling. In its application process, the external measures are needed to manipulate its thermal conductivity and to realize its better combinations with chips. However, both the heat transport mechanism and the mechanism of its physical tuning are not thoroughly investigated. In this project, we will employ the theoretical and experimental methods to investigate the influences of external-strains, electric-field and doping on the heat-transfer property of BN. Theoretically, we are going to simulate the changes of heat-transfer property of BN when applying those physical control measures, and then to analyze the mechanisms inside. Experimentally, we will develop a set of testing system which could constantly detect thermal-conductivity when applying both stains and electric field. We will then apply this system to BN. Our project will provide scientific understructures and theoretical basis for the relevant investigations.
氮化硼二维材料是一种高导热的绝缘材料,其导热系数在二维材料中仅次于石墨烯,该特性决定了这种材料将在微电子芯片级散热发挥重要作用。在其具体使用的过程中,需要使用人为手段调控其热导率并实现与芯片更好地结合。但是目前对于氮化硼热输运机理及应变、电场、掺杂等物理场对其热输运性质影响的机理尚不清楚。本项目将采用理论实验相结合的方法,探索氮化硼系统热传导特性在多物理场调控手段下的变化方式。理论上,将使用第一性原理和分子动力学等方法模拟各调控手段对氮化硼系统热传导特性的影响规律及其协同效应,揭示上述外加因素对氮化硼系统产生影响的机理。实验上,将发展一套适用于施加有应变和电场情况下的热传导测试系统,并将其应用于氮化硼体系。本项目的研究成果将为相关研究提供重要科学依据和理论基础。

结项摘要

本项目研究了氮化硼二维材料热输运特性的多物理场调控特性。理论方面,得到了氮化硼纳米薄膜热导率随层数的变化关系,考察了在施加有应变的条件下电子能带结构、声子振动谱的变化情况。研究了应变和层间相对滑移对氮化硼/石墨烯复合系统电子能带结构、声子振动谱、热导性质的影响情况。探寻多种外加因素情况下提高氮化硼/石墨烯复合系统热导率的有效途径。分析了氮化硼/高分子材料复合系统的热导机理。实验方面,成功搭建氮化硼样品制备平台并得到高质量的氮化硼样品。研究发现电场、应变等外加参量的加入对于提升氮化硼复合系统的热导会发挥显著影响,通过分子枝接等手段可以显著降低该类材料与液体的界面热阻,这对于高效换热器件的设计有积极意义。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Thermal conductivity of cross-linked polyethylene from molecular dynamics simulation
分子动力学模拟交联聚乙烯的热导率
  • DOI:
    10.1063/1.4994797
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Xiong Xue;Yang Ming;Liu Changlin;Li Xiaobo;Tang Dawei
  • 通讯作者:
    Tang Dawei
Molecular dynamics study on the thermal conductivity of bilayer graphene with nitrogen doping
氮掺杂双层石墨烯热导率的分子动力学研究
  • DOI:
    10.1016/j.ssc.2020.113845
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Solid State Communications
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Xingli Zhang;Jianlan Zhang;Ming Yang
  • 通讯作者:
    Ming Yang
Construction of DOPA-SAM multilayers with corrosion resistance via controlled molecular self-assembly
通过受控分子自组装构建具有耐腐蚀性的 DOPA-SAM 多层膜
  • DOI:
    10.1016/j.jiec.2018.09.018
  • 发表时间:
    2019-01-25
  • 期刊:
    JOURNAL OF INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Chen, Ting;Yang, Ming;Wang, Jinben
  • 通讯作者:
    Wang, Jinben
Ultrahigh power factors in P-type 1T-ZrX2 (X = S, Se) single layers
P型1T-ZrX2(X = S,Se)单层超高功率因数
  • DOI:
    10.1016/j.scib.2017.10.022
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Science Bulletin
  • 影响因子:
    18.9
  • 作者:
    Zhen Ying Xiang;Yang Ming;Zhang Hang;Fu Guang Sheng;Wang Jiang Long;Wang Shu Fang;Wang Rui Ning
  • 通讯作者:
    Wang Rui Ning
Strain Modulation of Electronic and Heat Transport Properties of Bilayer Boronitrene
双层硼氮烯电子和热传输特性的应变调制
  • DOI:
    10.1007/s10765-017-2287-6
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    International Journal of Thermophysics
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Yang Ming;Sun Fang-Yuan;Zhang Hang;Tang Da-Wei;Wang Rui-Ning;Tang Da-Wei;Yang M
  • 通讯作者:
    Yang M

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其他文献

当归挥发油提取工艺优化及其乳化芳香水成分分析
  • DOI:
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    2017
  • 期刊:
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  • 作者:
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    徐传福
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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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