二维离子液体可控制备及界面导热性能调控
批准号:
21908221
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
吕玉苗
依托单位:
学科分类:
B0801.化工热力学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
离子液体由于其独特的热学和电学性质在微纳电子器件和电化学领域展现出巨大的应用前景,如何通过结构可控制备实现界面纳米尺度的合理热输运是其规模化应用中必须解决的关键问题。本项目提出采用二维离子液体作为界面导热层,通过有序度变化实现界面热阻调控。拟通过自组装技术中的反溶剂法调控气-液-固三相线移动模式及界面传热传质过程实现二维离子液体可控制备。针对制备技术特性,通过力场实现二维离子液体有序度调控,获取低界面热阻二维离子液体。发展结构多尺度表征技术手段,结合自组装过程中协同作用力演化规律及界面传质过程分析,阐明二维离子液体形成机理及调控机制。本项目将为离子液体在表界面热输运领域的应用奠定实验基础,为拓展离子液体在电化学、催化反应等表界面物理化学过程中的应用提供新思路和新方向。
英文摘要
Ionic liquids have shown promising applications in the fields of micro-nanoelectronic devices and electrochemistry due to their unique thermal and electrical properties. Tailoring interfacial thermal conductivity at the nanometer scale through controllable preparation of ionic liquids is the key issue that must be addressed in its large-scale application. We propose that two-dimensional ionic liquids (2D-ILs) can be used to regulate the interfacial thermal conductivity through the change of the structural order. In our project, anti-solvent method will be adopted to prepare 2D-ILs by controlling the moving of the three-phase (gas-liquid-solid) contact line and interfacial thermal/mass transfer. Force regulation will be used to modify the structure of 2D-ILs and hence decrease the interfacial thermal resistance between 2D-ILs and substrates. New detection techniques will be developed to characterize the multi-scale structures of 2D-ILs, combined with the analysis of evolution dynamics of the cooperative forces involved in the self-assembly process and interfacial mass transfer, the formation and regulation mechanism of 2D-ILs will be elucidated. This project will lay a foundation for the application of ILs in the field of interfacial thermal transport and provide new ideas and new methods for the development of ILs in surface reactions including electrochemical and catalytic processes.
离子液体实际工业应用过程中,固-液界面广泛存在并发挥了重要作用,界面处离子液体二维结构演变及性质是理解界面离子液体性能的关键,对提升其性能十分重要,但理论认识尚不够深入和实验制备技术的滞后严重制约了界面离子液体二维结构在相关领域的拓展和创新应用。本项目通过发展自组装技术调控气-液-固三相线移动模式实现了界面有序二维离子液体可控制备,结合主客体组装及溶剂效应实现二维离子液体有序度调控;发展多尺度结构表征技术,分析自组装过程中协同作用力演化规律,阐明了二维离子液体结构特征、形成机理,提出了水分子和电场对界面二维离子液体结构及电子转移的调控机制;获取的界面单层有序离子液体在横跨三个量级的摩擦速度范围内实现了低至0.001量级的摩擦系数并表现出优良的力学稳定性和可恢复性,最终建立了基于有序度调控的界面离子液体结构-性能间构效关系。本项目获取的普适化的二维离子液体制备及结构调控技术不仅深化了界面离子液体低维结构的科学认知,为界面离子液体结构-性能定向调控提供新思路,也为离子液体在表面科学相关领域的发展奠定基础。
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DOI:10.6023/a20100475
发表时间:2021
期刊:化学学报
影响因子:--
作者:吕玉苗;陈伟;王艳磊;霍锋;董依慧;魏莉;何宏艳
通讯作者:何宏艳
Z键诱导的离子液体界面低维结构制备及调控机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:吕玉苗
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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