Highly accurate evaluation of mechanical and electrical properties of nanocomposites based on multi-scale analysis

基于多尺度分析的纳米复合材料机械和电性能的高精度评估

• 批准号: 22360044
• 负责人: HU Ning
• 金额: $ 8.32万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22360044/
• 关键词: 材料設計; プロセス; 物性; 評価; ナノコンポジット; マルチスケール解析; 機械・電気特性; 古典分子動力学; 界面特性; カーボンナノチューブ; ポリマー; 第一原理分子動力学

To enhance the properties of high-performance and multi-functional nanocomposites, it isimportant to accurately predict the macroscopic mechanical and electrical properties of the nanocomposites based on the information of nano- and micro-scale material structures. In this research, based on the construction of highly accurate sequential multi-scale numerical models for prediction of the mechanical and electrical properties of the nanocomposites, we uncovered the mechanisms of enhancement of matrix's mechanical and electrical properties due to addition of nanofillers. Moreover, experimental measurements of the mechanical and electrical properties of the nanocomposites were carried out for validating the proposed multi-scale numerical models. The design guidelines of the nanocomposites were provided by these multi-scale numerical models, which finally were used to successfully enhance the the mechanical and electrical properties of the nanocomposites.

为了增强高性能和多功能纳米复合材料的性质，基于纳米和微尺度材料结构的信息，可以准确预测纳米复合材料的宏观机械和电性能。在这项研究中，基于高度准确的顺序多尺度数值模型，用于预测纳米复合材料的机械和电气性能，我们发现了由于添加纳米纤维的机械性和电气性能增强的机制。此外，对纳米复合材料的机械和电性能进行了实验测量，以验证所提出的多尺度数值模型。这些多尺度数值模型提供了纳米复合材料的设计准则，该模型最终被用于成功增强纳米复合材料的机械和电气性能。

项目成果

Numerical Simulations on Piezoresistivity of CNT/Polymer Based Nanocomposites

• DOI: 10.3970/icces.2011.016.057
• 发表时间: 2011-04
• 期刊: Cmc-computers Materials & Continua
• 影响因子: 3.1
• 作者: Alamusi;Y. L. Liu;N. Hu

Sandwiched carbon nanotube film as strain sensors

夹心碳纳米管薄膜作为应变传感器

• 发表时间: 2012
• 期刊: Composites Part-B
• 作者: M.K. Njuguna;C. Yan;N. Hu;J.M. Bell;P.K.D.V. Yarlagadda
• 通讯作者: P.K.D.V. Yarlagadda

最適化法を応用した超音波探傷の高効率化

应用优化方法提高超声探伤效率

• 发表时间: 2012
• 期刊: 日本機械学会論文集(Ｃ編)
• 作者: 渡辺知規;庄司直幸;胡 寧
• 通讯作者: 胡 寧

胡 研究室（ホームページ）

胡实验室（主页）

Prediction of thermal expansion of carbon nanotubes using molecular dynamics simulation, Alamusi

使用分子动力学模拟预测碳纳米管的热膨胀，Alamusi

• 发表时间: 2011
• 作者: H.Ohno;H.Tadano;N. Hu
• 通讯作者: N. Hu