受小肠微绒毛启发构筑超低摩擦油水凝胶纳米柱阵列材料

批准号:
22005014
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
房若辰
依托单位:
学科分类:
智能与仿生材料化学
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
房若辰
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中文摘要
摩擦产生的能量损耗和物件磨损造成了巨大的经济损失。近几十年来,科学工作者发展了几类具有超低摩擦系数的材料。但目前成功的案例仍然较少,并且面临许多应用上的挑战。因此,发展新型的、适用范围较宽的低摩擦材料,以及寻找新颖有效的润滑机理,具有重要意义。受生物界启发,我们发现小肠内壁是一种良好的低摩擦材料,并观察到它特殊的纳米柱阵列表面结构。本项目中,我们拟在组成和结构上模仿小肠,制备超低摩擦材料。构筑亲水网络-亲油网络互穿结构,使用类似小肠附近液体的分散介质形成凝胶,并构筑纳米柱阵列。通过调控交联度等参数优化摩擦行为,同时兼顾材料的抗血小板粘附性能,为其在医疗上的应用提供可能性。同时,我们将总结材料的构效关系,提出并验证新的润滑机理,得到构筑超低摩擦材料的有效策略。
英文摘要
Friction causes energy wastage and abrasion which lead to large economic losses. In recent decades, several kinds of materials with ultra-low friction have been developed by scientists. But successful works are still very little, and facing many challenges in application. Therefore, developing new materials with ultra-low friction and wide application range is significant. Inspired by nature, we found that small intestine possesses a very low friction coefficient, and observed its nanopillar array on the surface. In this project, we are aiming at fabricating materials with ultra-low friction by mimicking the composition and structure of small intestine. We plan to prepare an amphiphilic interpenetrating double network, using liquids similar with intestinal juice as dispersion medium to fabricate a gel, and construct nanopillar array on the surface. Through regulation of parameters such as crosslinking degree, tribological behavior can be optimized, meanwhile anti-platelet performance is also considered for the application potential in medical uses. Finally, we will make a conclusion of relationship between structure, composition and functions, propose and test a new lubrication mechanism, and obtain an effective strategy for fabricating materials with ultra-low friction.
期刊论文列表
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专利列表
DOI:10.7503/cjcu20230116
发表时间:2023
期刊:高等学校化学学报
影响因子:--
作者:闻治瑄;辛伟闻;徐倩;陈伟鹏;周腾;房若辰;孔祥玉;江雷
通讯作者:江雷
DOI:10.1016/j.colsurfa.2023.132358
发表时间:2023
期刊:Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
影响因子:--
作者:Jiayan Zhang;Xin Lei;Xinping Yu;Ruochen Fang
通讯作者:Ruochen Fang
DOI:10.1002/ange.202302765
发表时间:2023
期刊:Angewandte Chemie
影响因子:--
作者:Yunfei Ru;Yingchao Yang;Qingshan Wu;Ruochen Fang;Tianyi Zhao;Jacob Klein;Mingjie Liu
通讯作者:Mingjie Liu
具有仿生微纳二级结构表面的低摩擦弹性体的研究
- 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:房若辰
- 依托单位:
国内基金
海外基金
