高度仿生多级结构碳纳米管粘附材料的制备及其在多种环境应用下的粘附机制研究
结题报告
批准号:
51972127
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
徐鸣
依托单位:
学科分类:
碳素材料与超硬材料
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐鸣
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中文摘要
受限于粘附材料本征性能及制备技术的制约,高粘附强度、循环使用性和环境适应性往往难以兼顾,这也成为粘附材料性能提升的瓶颈问题。为突破固有生长技术对碳纳米管粘附性能的局限,项目申请人课题组拟结合等离子体表面改性技术、3D打印技术和先进复合技术,获得壁虎足底高度仿真的多级结构碳纳米管粘附材料,实现高粘附强度、循环可用性及环境适用性兼容,掌握提升碳纳米管仿生粘附材料粘附性能的关键技术。此外,通过对多级结构单元形貌、结构参数、微观结构的精确调控,系统探究各类微观因素对粘附性能的影响机制,并探明温度、湿度、酸碱度等多重环境因素对粘附性能的综合影响。试图回答以下两个关键性科学问题:1.多级结构碳纳米管粘附结构单元与粘附性能间的构效关系;2.各环境下多级结构碳纳米管粘附材料与表面粘附的作用机理及脱附机制。本项目的成功实施对研制国防战略及高端技术领域所需的高端粘附材料有重要的理论指导和科学意义。
英文摘要
Restricted by the intrinsic properties and fabrication technology of adhesive materials, it is difficult to combine the high adhesion strength, recyclability and environmental adaptability, which becomes the bottleneck of the improvement of adhesion performance. To break the limitation of synthesis technology on the adhesion properties of carbon nanotubes, the combination of plasma surface modification technology, 3D printing technology and advanced composite technology would be applied to obtain carbon nanotube adhesives with gecko-inspired hierarchical structure to achieve the compatibility of high adhesion strength, recyclability and environmental adaptability. In addition, through the precise tuning of the morphology, the effects of structural parameters and micro-structural composition of the hierarchical units, on the adhesion properties would be systematically explored. Meanwhile, the comprehensive effects of temperature, humidity, acidity and alkalinity on the adhesion properties would be investigated. The project attempts to address two key scientific issues: 1. What is the link between the structural properties of the hierarchical units and the adhesion properties; 2. What is the adhesion/detachment mechanism of the hierarchical carbon nanotube adhesives in different environments? The successful implementation of this project would provide the scientific and theoretical guidance for the development of advanced adhesive materials to meet the requirement of national defense strategy and high technology.
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.carbon.2020.07.082
发表时间:2020-12
期刊:Carbon
影响因子:10.9
作者:Z. Zhan;Yunxiu Ma;Jing Ren;Xiang Gao;Liuhe Li;Ming Xu
通讯作者:Z. Zhan;Yunxiu Ma;Jing Ren;Xiang Gao;Liuhe Li;Ming Xu
DOI:https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.06.025
发表时间:2023
期刊:Science Bulletin
影响因子:18.9
作者:Xingzi Xiahou;Sijia Wu;Xin Guo;Huajian Li;Chen Chen;Ming Xu
通讯作者:Ming Xu
DOI:10.1021/acsaem.0c00205
发表时间:2020-05-26
期刊:ACS APPLIED ENERGY MATERIALS
影响因子:6.4
作者:Cheng, Zhaozhuang;Wang, Yaxiong;Xu, Ming
通讯作者:Xu, Ming
Maximizing ion accessibility in MXene-knotted carbon nanotube composite electrodes for high-rate electrochemical energy storage.
在MXENE打结的碳纳米管复合电极中最大化离子可及性,用于高速电化学能源储存。
DOI:10.1038/s41467-020-19992-3
发表时间:2020-12-02
期刊:Nature communications
影响因子:16.6
作者:Gao X;Du X;Mathis TS;Zhang M;Wang X;Shui J;Gogotsi Y;Xu M
通讯作者:Xu M
DOI:10.1002/adma.202201046
发表时间:2022
期刊:Advanced Materials
影响因子:--
作者:Sijia Wu;Huajian Li;Don N Futaba;Guohai Chen;Chen Chen;Kechen Zhou;Qifan Zhang;Miao Li;Zonglin Ye;Ming Xu
通讯作者:Ming Xu
碳纳米管干胶超高/低温下的粘附性能研究
  • 批准号:
    51572095
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    徐鸣
  • 依托单位:
碳纳米管分布形态对复合材料宏观性能的影响及强化机制的研究
  • 批准号:
    51402117
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    徐鸣
  • 依托单位:
国内基金
海外基金