轻质多功能仿生结构的机理与制备研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51175249
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    郭策
  • 依托单位：
    南京航空航天大学
  • 学科分类：
    E0507.机械仿生学与生物制造
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

轻质多功能仿生结构是仿甲虫鞘翅和其它生物结构的一种构形仿生结构，具有轻质、高强/刚重比，兼具热防护等优良性能，是航空航天飞行器、轨道交通、汽车船舶等高新技术产业领域发展最具美好前景的材质结构。.申请人及其课题组在前期研究甲虫鞘翅微结构和材料拓扑分布规律时，发现甲虫鞘翅是一种具"桥墩"状连接的空腔复合层状结构，其密度仅为0.89g/cm3，但比强度几乎和铝合金相当。为此，项目提出以甲虫鞘翅微结构的几何拓扑为轻质结构构形设计的生物模板，研究基于碳纤维复合材料的轻质多功能仿生结构的构形仿生、多功能协同设计、多目标优化的测评理论和技术及其制备方法和工艺规范，为工程应用提供理论和技术支撑，并以航空航天飞行器、汽车、轨道交通等对轻质多功能结构材料的需求，从仿生启示-理性设计-制备技术-性能测评等4个方面开展工作，最终获得新型轻质结构材料。

结项摘要

近年来随着高新技术产业的飞速发展，对材料的轻质高强、耐损失等提出了更高要求，传统材料已无法满足这一需求，越来越多的科研工作者将目光转向了大自然，希望从中汲取设计灵感。课题通过对甲虫鞘翅微结构的观测及其力学性能测试，开展了甲虫轻质、高强、耐损伤鞘翅结构的几何构形、力学性能及拓扑规律的研究，获得了多功能轻质结构设计的原创理念；设计出多种具有工艺可行性的仿生轻质结构；采用模压成型法和共固化方法基于碳纤维复合材料制备了轻质结构试样，探索了结构制备的工艺规范，并对仿生结构进行了力学性能测试和有限元分析；通过将新型仿生轻质结构与工程上常用的蜂窝结构进行压缩力学性能对比，表明了所设计的仿生结构具有更高的比强度；利用热学测试和有限元分析，对仿生轻质夹芯结构进行了热学性能研究和改进设计，使改进后的夹芯结构在300C高温下仍具有较好的力学性能；进一步地，课题还开展了仿甲虫鞘翅轻质结构在飞机大开口区的多功能协同优化设计，以及在航天飞行器翼舵类结构件上的拓扑优化设计，并对仿生轻质结构单元进行了参数优化设计和传热性能优化，从而获得结构材料的最大比强度和比刚度，以及优异的传热性能。课题研究结果表明，所设计的新型仿生结构具有高的比强度和比刚度，且具有热防护性能，是一种理想的轻质多功能结构材料。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（1）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（8）
专利数量（1）
壁虎脚底毛黏附机制的生物学效应
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    中国科学:生命科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    GUO Ce 1,SUN JiuRong 2,GE YingBin 3,WANG WenBo 1,WANG DaPeng;2 School of Life Sciences,Peking University,Beijing 100873,Ch;3 School of Basic Medical Sciences,Nanjing Medical University;4 Institute of Intelligent Machines,Chinese Academy of Scienc
  • 通讯作者：
    4 Institute of Intelligent Machines,Chinese Academy of Scienc
足式机器人脚的仿生结构设计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    机械制造与自动化
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    卢松明;郭策;戴振东
  • 通讯作者：
    戴振东
东方龙虱鞘翅内表皮层及断面硬度和弹性模量
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    复合材料学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    戴振东
  • 通讯作者：
    戴振东
Structural design inspired by beetle elytra and its mechanical properties
结构设计灵感来自甲虫鞘翅及其机械特性
  • DOI：
    10.1007/s11434-011-4956-3
  • 发表时间：
    2012-02
  • 期刊：
    Chinese Science Bulletin
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Guo Ce;Song WenWei;Dai ZhenDong
  • 通讯作者：
    Dai ZhenDong
仿生吸能结构的设计及耐撞性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    机械制造与自动化
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李正官;郭策
  • 通讯作者：
    郭策

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其他文献

贸易政策不确定性与企业专业化分工——基于中国加入WTO的准自然实验
  • DOI：
    10.16304/j.cnki.11-3952/f.2021.03.006
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    宏观经济研究
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    --
  • 作者：
    郭策;张腾元
  • 通讯作者：
    张腾元
基于SPH-FEM的超声珩磨空化微射流冲击研究
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  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    郭策
仿生多层级柔性轻质结构的设计、制备及力学性能分析
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  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    中国机械工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑宇;郭策;马耀鹏;管吉钢
  • 通讯作者：
    管吉钢
超声珩磨时双空化泡的振动特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中北大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郭策;祝锡晶;王建青;刘国东
  • 通讯作者：
    刘国东
超声珩磨区实际气体的单空泡动力学分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    应用声学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李永春;祝锡晶;郭策;王建青
  • 通讯作者：
    王建青

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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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