CAREER: Mechanics of Nano-Crumples

职业:纳米皱纹的力学

基本信息

  • 批准号:
    2237063
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 58.95万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-09-01 至 2028-08-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This Faculty Early Career Development (CAREER) award will support research that seeks to understand the fundamental mechanical behavior of crumpled nanostructures across multiple scales. Crumpled matter is ubiquitous in nature and daily life, serving both biological and engineered purposes. Understanding the mechanics of crumples at small scales is inherently challenging due to their multifaceted hierarchical structure. This award will develop an integrated experimental-computational framework for determining and predicting the complex behavior of crumpled matter composed of nano-sheets. The predictive models and tools will enable and facilitate the design and development of lightweight, multifunctional applications in energy storage, drug delivery, solid lubrication, and nanocomposite-based structures. The education component of this project will focus on knowledge transfer to K-12, undergraduate, and graduate students with emphasis on underrepresented groups. The implementation of artistic elements in the form of visual and paper arts will be a key strategy to engage students through hands-on outreach activities and exciting learning material.The objective of this project is to establish an integrated experimental-computational framework to determine and predict the complex structural and mechanical behavior of nano-crumpled sheets by understanding their deformation mechanisms at the nanoscale and above. The research will focus on how surface adhesion as a key driving force could improve the load-bearing capacity and flaw tolerance of nano-crumpled sheets by spatially rearranging stress distributions within a hierarchical structure. Basic mechanics models of crumples, coarse-grained molecular dynamics, mechanical testing, and machine learning will form the bases of the approach. Specific research tasks include: 1) Understanding the complex structure of crumpled nanosheets as a function of varying sizes, shapes, elasticity, and adhesion; 2) Elucidating the role of surface adhesion in the deformation of nano-crumples with and without defects or engineered cuts; 3) Determining structure-property correlations operative at the nanoscale and higher.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该学院早期职业发展(CAREER)奖将支持旨在了解多尺度褶皱纳米结构基本力学行为的研究。褶皱物质在自然界和日常生活中无处不在,既可用于生物学目的,也可用于工程目的。由于其多方面的层次结构,在小尺度上理解褶皱的力学本质上是具有挑战性的。该奖项将开发一个集成的实验计算框架,用于确定和预测由纳米片组成的褶皱物质的复杂行为。预测模型和工具将使能和促进在能量存储、药物输送、固体润滑和纳米复合材料结构中的轻质多功能应用的设计和开发。该项目的教育部分将侧重于知识转移到K-12,本科生和研究生,重点是代表性不足的群体。以视觉艺术和纸艺的形式实施艺术元素将是一个关键策略,通过实践推广活动和令人兴奋的学习材料吸引学生。本项目的目标是建立一个综合的实验计算框架,通过了解纳米级及以上的变形机制,确定和预测纳米褶皱片材的复杂结构和力学行为。该研究将重点关注表面粘附力作为关键驱动力如何通过在分层结构内空间重排应力分布来提高纳米褶皱片材的承载能力和缺陷容限。基本的力学模型的褶皱,粗粒度的分子动力学,力学测试和机器学习将形成的基础的方法。具体研究任务包括:1)理解作为不同尺寸、形状、弹性和粘附力的函数的起皱纳米片的复杂结构; 2)阐明表面粘附力在具有和不具有缺陷或工程切割的纳米起皱的变形中的作用; 3)确定结构-该奖项反映了NSF的法定使命,并已被认为是值得通过评估使用的支持基金会的学术价值和更广泛的影响审查标准。

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)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Wenjie Xia其他文献

Understanding Activation Volume in Glass-Forming Polymer Melts via Generalized Entropy Theory
通过广义熵理论了解玻璃形成聚合物熔体的活化体积
  • DOI:
    10.1021/acs.macromol.0c01269
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Wen-Sheng Xu;Jack F. Douglas;Wenjie Xia;Xiaolei Xu
  • 通讯作者:
    Xiaolei Xu
Integrated proteomic profiling identifies amino acids selectively cytotoxic to pancreatic cancer cells
  • DOI:
    10.1016/j.xinn.2024.100626
  • 发表时间:
    2024-05-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Alfred Akinlalu;Zachariah Flaten;Komila Rasuleva;Md Saimon Mia;Aaron Bauer;Santhalingam Elamurugan;Nega Ejjigu;Sudipa Maity;Amara Arshad;Min Wu;Wenjie Xia;Jia Fan;Ang Guo;Sijo Mathew;Dali Sun
  • 通讯作者:
    Dali Sun
Exceptional formaldehyde oxidation at room temperature on Co single-atom functionalized TiOsub2/sub nanowires via highly effective Osub2/sub activation
通过高效的 O₂ 活化,在室温下 Co 单原子功能化的 TiO₂ 纳米线上的卓越甲醛氧化
  • DOI:
    10.1016/j.apcatb.2023.123634
  • 发表时间:
    2024-05-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    21.100
  • 作者:
    Lijuan Liu;Guohua Jing;Cibin Xu;Xiaowei Zhang;Xuehong Zhang;Lingyun Guo;Zhiwei Huang;Xiaomin Wu;Huawang Zhao;Chung-Shin Yuan;Huazhen Shen;Wenjie Xia
  • 通讯作者:
    Wenjie Xia
Capturing low-concentration benzene: Design and mechanism of high-performance Cu<sub>1</sub>-O<sub>x</sub>,N<sub>y</sub>-C single-atom adsorbents
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2024.154292
  • 发表时间:
    2024-09-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Xiaoru Wang;Lingyun Guo;Xuehong Zhang;Shaowen Zhang;Guohua Jing;Chung-shin Yuan;Huazhen Shen;Wenjie Xia
  • 通讯作者:
    Wenjie Xia
Evaluation and practical application of prompt-driven ChatGPTs for EMR generation
提示驱动的 ChatGPTs 在电子病历生成中的评估与实际应用
  • DOI:
    10.1038/s41746-025-01472-x
  • 发表时间:
    2025-02-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15.100
  • 作者:
    Hanlin Ding;Wenjie Xia;Yujia Zhou;Lei Wei;Yipeng Feng;Zi Wang;Xuming Song;Rutao Li;Qixing Mao;Bing Chen;Hui Wang;Xing Huang;Bin Zhu;Dongyu Jiang;Jingyu Sun;Gaochao Dong;Feng Jiang
  • 通讯作者:
    Feng Jiang

Wenjie Xia的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Wenjie Xia', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Multiscale Mechanics of Adsorption-Deformation Coupling in Soft Nanoporous Materials
合作研究:软纳米多孔材料吸附变形耦合的多尺度力学
  • 批准号:
    2331017
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Multiscale Mechanics of Adsorption-Deformation Coupling in Soft Nanoporous Materials
合作研究:软纳米多孔材料吸附变形耦合的多尺度力学
  • 批准号:
    2113558
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Ru@掺氮碳壳纳米反应器空间-电子耦合调控及其热力学-动态稳定性协同突破机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于受限水的纳米喷射器动力学模型研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
超声驱动的纳米发生器级联调控线粒体动力学及代谢重编程治疗心肌缺血再灌注损伤的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
力学引导的纳米金属材料冷焊连接及机理研究
  • 批准号:
    JCZRQN202500420
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
水相中有机纳米共晶的激发态非辐射弛 豫动力学和近红外光热转换性能研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于同源仿生纳米复合涂层的芳纶纤维表面活化及力学增强机理研究
  • 批准号:
    JCZRQN202501235
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
无溶剂碳纳米流体微观结构-流变行为关系及导热行为调控机制研究
  • 批准号:
    JCZRYB202501241
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于粒子动力学的核酸脂质纳米粒构效关系研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于AFM纳米力学的锡石和方解石之间的界面力测量与作用机理研究
  • 批准号:
    2025JJ60313
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
共格纳米粒子多主元合金抗辐照损伤策略的缺陷演化机制研究
  • 批准号:
    2025JJ60004
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

From nano-mechanics to materials design: using first principles data to engineer high-performance materials and systems.
从纳米力学到材料设计:使用第一原理数据来设计高性能材料和系统。
  • 批准号:
    RGPIN-2019-06313
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
From nano-mechanics to materials design: using first principles data to engineer high-performance materials and systems.
从纳米力学到材料设计:使用第一原理数据来设计高性能材料和系统。
  • 批准号:
    RGPIN-2019-06313
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Mechanics of Nano-Architected Materials and Micro-Robotics Produced by Nano-Additive Manufacturing
纳米建筑材料的力学和纳米增材制造生产的微型机器人
  • 批准号:
    555804-2020
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Vanier Canada Graduate Scholarship Tri-Council - Doctoral 3 years
Statistical Mechanics and Computer Simulations with Applications in Micro- and Nano-Fluidics and Biological Physics
统计力学和计算机模拟在微纳米流体和生物物理学中的应用
  • 批准号:
    46434-2013
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
CAREER: Nano Electro-chemo-mechanics and Interfacial Stability in All-solid-state Lithium Battery
职业:全固态锂电池中的纳米电化学力学和界面稳定性
  • 批准号:
    1942554
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
From nano-mechanics to materials design: using first principles data to engineer high-performance materials and systems.
从纳米力学到材料设计:使用第一原理数据来设计高性能材料和系统。
  • 批准号:
    RGPIN-2019-06313
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Mechanics of Nano-Architected Materials and Micro-Robotics Produced by Nano-Additive Manufacturing
纳米建筑材料的力学和纳米增材制造生产的微型机器人
  • 批准号:
    555804-2020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Vanier Canada Graduate Scholarship Tri-Council - Doctoral 3 years
Statistical Mechanics and Computer Simulations with Applications in Micro- and Nano-Fluidics and Biological Physics
统计力学和计算机模拟在微纳米流体和生物物理学中的应用
  • 批准号:
    46434-2013
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
From nano-mechanics to materials design: using first principles data to engineer high-performance materials and systems.
从纳米力学到材料设计:使用第一原理数据来设计高性能材料和系统。
  • 批准号:
    RGPIN-2019-06313
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Statistical Mechanics and Computer Simulations with Applications in Micro- and Nano-Fluidics and Biological Physics
统计力学和计算机模拟在微纳米流体和生物物理学中的应用
  • 批准号:
    46434-2013
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 58.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了