芳纶纤维表面超薄纳米层结构的可控构筑及其抗紫外辐射性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51903008
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0304.通用高分子材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Aramid fiber is an important strategic raw material in China's national economy and national defense security field, however, it is difficult to be developed and utilized in aerospace due to its poor UV-resistance properties. Although surface modification is a key and effective way to improve its UV-resistance performance, the special structure of polymer molecules makes the surface chemically inert, which brings great difficulties to the surface functionalization of aramid fibers. In this project, a series of ultra-thin organic-inorganic hybrid composite films are constructed by chemical bonding on the surface of aramid fiber using ALD and MLD technology, under the premise that how the (ultraviolet) light is acting on the destruction mechanism of aramid fiber. The organic-inorganic hybrid composite film was used to block the transmission of electrons and free radicals, avoid the damage to the aramid fiber body. The interaction mechanism between the aramid fiber and the functional film was systematically studied, and the structure-activity correlation between the nano-layer structure and the UV-resistance property of the aramid fiber was investigated, especially the scale dependence of aramid fiber for UV resistance. A scientific model between the inorganic-organic hybrid composite film on the surface of aramid fiber and its UV resistance performance was established. We expect to reveal the key factors and internal laws of achieving excellent UV resistance of aramid fiber and provide theoretical guidance and practical basis for the fabrication of new anti-UV aramid fiber.
芳纶纤维是我国国民经济和国防安全领域重要的战略原材料,但抗紫外辐射性能差的特点制约其在航空航天中的应用。虽然表面修饰是改善其抗紫外辐射性能的有效途径,但芳纶分子特殊的聚集态结构和组成使其表面呈化学惰性,导致芳纶纤维表面难以有效功能化改性。本项目在明晰(紫外)光对芳纶纤维本体破坏机制的前提下,结合表面纳米层结构设计,利用ALD和MLD技术在芳纶纤维表面键合结构和成分高度可控的超薄有机-无机杂化复合薄膜,通过阻隔电子和自由基的传输,避免其对芳纶纤维本体破坏的基础上,系统研究芳纶纤维本体与超薄功能纳米层间的相互作用机制,探究功能纳米层结构与芳纶纤维抗紫外辐射性能间的构效关系,尤其是抗紫外辐射性能的尺度依赖性,并建立芳纶纤维表面功能纳米层与其抗紫外辐射性能间的科学模型。期望通过本项目研究,揭示实现芳纶纤维优异抗紫外辐射性能的关键因素和内在规律,为制备新型抗紫外辐射芳纶纤维提供理论指导和实践依据。

结项摘要

芳纶纤维是我国国民经济和国防安全领域重要的战略原材料,但抗紫外辐射性能差的特点制约了其在航空航天中的应用。本项目从结构上系统阐述了芳香族聚酰胺纤维材料极端环境下的劣化性能的聚集态结构层面的根本性原因及其惰性纤维内部分子骨架上缺陷态形成机制,创新了惰性纤维调控方法,通过表层埃-纳米级微纳尺度物化调控,实现了芳香族聚酰胺纤维抗紫外辐射性能的根本性改善,其在强紫外照射(紫外光强:4260W/m2)和高温(>200℃)共同作用90分钟(相当于持续暴露在强烈的阳光下约17500 天)后,其力学拉伸强度仅下降~0.85% ,还展现出优异的耐水洗性能和较高的热和化学稳定性,解决了芳香族聚酰胺纤维表面惰性难修饰和耐强紫外辐照性能差的双重难题,为惰性纤维材料及制品开发提供了普适性的原则和研究思路,并为实际应用打下了坚实的基础。本项目学术论文10篇,其中,SCI收录论文8篇,EI收录论文2篇,申请专利3项,培养硕士研究生6人。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Superdurable and fire-retardant structural coloration of carbon nanotubes.
碳纳米管的超耐用阻燃结构着色
  • DOI:
    10.1126/sciadv.abn5882
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    Science advances
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
废旧纺织品的资源化循环再生利用研究进展
  • DOI:
    10.1360/tb-2022-0519
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄智宇;邢桐贺;何安南;骆宇新;张玉;翟丽莎;梅帆;梁子辉;刘欣;余臻伟;徐卫林;陈凤翔
  • 通讯作者:
    陈凤翔
Multi-functional silk fibers/fabrics with a negligible impact on comfortable and wearability properties for fiber bulk
多功能丝纤维/织物,对纤维松散的舒适性和耐磨性影响可忽略不计
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2021.128980
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Zihui Liang;Zezhu Zhou;Jing Li;Shiliang Zhang;Binghai Dong;Li Zhao;Congcong Wu;Huiyu Yang;Fengxiang Chen;Shimin Wang
  • 通讯作者:
    Shimin Wang
纤维材料的高性能化和多功能化研究进展
  • DOI:
    10.16865/j.cnki.1000-7555.2021.0044
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    高分子材料科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    翟丽莎;郭一竹;陈凤翔;徐卫林
  • 通讯作者:
    徐卫林
Light-driven directional ion transport for enhanced osmotic energy harvesting.
光驱动定向离子传输增强渗透能量收集
  • DOI:
    10.1093/nsr/nwaa231
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    National science review
  • 影响因子:
    20.6
  • 作者:
    Xiao K;Giusto P;Chen F;Chen R;Heil T;Cao S;Chen L;Fan F;Jiang L
  • 通讯作者:
    Jiang L

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其他文献

防护口罩研究进展及其发展趋势
  • DOI:
    10.13338/j.issn.1674-649x.2020.02.001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    西安工程大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈凤翔;翟丽莎;刘可帅;余臻伟;刘欣;徐卫林
  • 通讯作者:
    徐卫林
基于双路比值条纹计数法的法布里珀罗 腔位移传感器
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 作者:
    童斌;徐春晖;陈凤翔;黎 敏
  • 通讯作者:
    黎 敏
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 作者:
    陈凤翔;程凡;刘欣;董兵海;王世敏;赵丽;许祖勋;万丽
  • 通讯作者:
    万丽
超细羽绒粉体对三种不同染料吸附动力学研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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一维二氧化钛光阳极的制备及在染料敏化太阳能电池中的应用综述
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨小洁;董兵海;陈凤翔;万丽;赵丽;王世敏
  • 通讯作者:
    王世敏

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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