CAREER: Understanding and Controlling Anisotropy and Transport in Lonomers
职业:理解和控制离聚物的各向异性和输运
基本信息
- 批准号:0844933
- 负责人:
- 金额:$ 47.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2009
- 资助国家:美国
- 起止时间:2009-02-01 至 2015-01-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
TECHNICAL SUMMARY:Efficient fuel cells, reverse-osmosis membranes, and ?artificial muscle? actuators require new polymeric materials with finely controlled molecular and nanoscale structures. Developing new classes of energy-related materials represents a pivotal step toward sustainability.Madsen (PI) will undertake characterizations of molecular alignment and nanoscale morphology in phase-separated ionic polymers, focusing on the critical hydrophilic phase that allows fast transport. This project will build models relating mesoscale transport and alignment to important bulk properties such as proton conductivity using advanced NMR methods in combination with electron microscopy, conductivity measurements, and transport simulations. Madsen will additionally develop methods for controlling morphology using various solvents, annealing, and electric and magnetic fields. These investigations will critically inform processing protocols and rational synthetic strategies.Madsen?s university education program will bring advanced polymer NMR to Virginia Tech via novel lab sessions and a graduate course. A K-5 program will bring faculty and students together with girls and parents to develop scientific intuition, thus initiating future scientists. NON-TECHNICAL SUMMARY:Hydrogen fuel cells form a promising link in future sustainable energy production and distribution cycles, while clean water needs worldwide are increasingly demanding advanced purification techniques. Water and energy represent our most pressing needs for sustainable life on this planet. Advanced polymers can fill these roles, but require further development to enter everyday use.This project, directed by Prof. Louis Madsen at Virginia Tech, will focus on revealing new and pivotal aspects of advanced polymers used in water purification and in fuel cells. In order to understand these materials in depth and improve performance, Madsen will apply a broad range of analysis and computer modeling techniques. These fundamental studies hold promise for greatly enhancing power and clean water production.Madsen?s project plans encompass education of promising university students, and also outreach to K-5 girls and their parents. The latter program aims to build strong future scientists from a group still under-utilized in today?s workforce. Madsen plans to use the relevance of these basic research issues to all citizens as well as his familiarity with ?how things work? all around us to drive participant engagement.
技术摘要:有效的燃料电池,反渗透膜和人造肌肉?执行器需要具有精细控制的分子和纳米级结构的新聚合物材料。 开发新的与能量相关的材料代表了迈向可持续性的关键步骤。Madsen(PI)将在相位分离的离子聚合物中对分子比对和纳米级形态进行特征,重点关注关键的水热相,以允许快速运输。 该项目将建立将中尺度运输和对齐与重要体积特性(例如质子电导率)结合使用的高级NMR方法与电子显微镜,电导率测量和传输模拟结合使用的模型。 Madsen还将开发使用各种溶剂,退火以及电场和磁场来控制形态的方法。 这些调查将对处理方案和合理的合成策略进行严格的信息。Madsen的大学教育计划将通过小说实验室会议和研究生课程将高级聚合物NMR带到弗吉尼亚理工学院。 K-5计划将使教师和学生与女孩和父母一起发展科学直觉,从而启动未来的科学家。 非技术摘要:氢燃料电池在未来的可持续能源生产和分销周期中形成了有希望的联系,而全球清洁水需求越来越多地要求先进的纯化技术。 水和能源代表了我们对这个星球可持续生活的最紧迫需求。 先进的聚合物可以填补这些角色,但需要进一步的开发才能进入日常使用。该项目由弗吉尼亚理工大学的路易斯·麦德森(Louis Madsen)教授指导,将重点介绍在水纯化和燃料电池中使用的高级聚合物的新的和关键的方面。 为了深入了解这些材料并提高性能,Madsen将采用广泛的分析和计算机建模技术。 这些基本研究有望极大地增强能力和清洁水的生产。 后一个计划旨在从当今仍未充分利用的团队中建立强大的未来科学家。 Madsen计划将这些基础研究问题的相关性与所有公民以及他熟悉?事情如何运作?我们周围的所有人都可以推动参与者的参与。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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