纤维素纳米晶体形态尺寸的流变学表征及其悬浮液复杂流变行为的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21404092
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    吴强
  • 依托单位：
    浙江农林大学
  • 学科分类：
    B0509.生态环境材料化学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Cellulose Nano-crystal (CNC) is a rod shaped nanoscale material, which has been isolated from cellulose fibers. Due to the advantages of CNCs’ high modulus, low density, high aspect ratio, and negligible thermal expansion, CNCs have been widely used in polymer reinforcement and functional materials. Aspect ratio is an important parameter of CNC which decides the properties of CNC materials. Nowadays, microscopy observation and statistics is the conventional method for CNC aspect ratio characterizing, which is intuitive but has disadvantages such as large statistical work, long measurement period, and randomness of CNC aspect ratio results. According to the kinetics function of rigid rod, rheological measurement can be used to characterize CNC aspect ratio. However, to our knowledge, no papers have reported CNC aspect ratio characterization by rheolgical measurement. Therefore, the main objective of this proposal is to study the relationship between CNC aspect ratio and the rheological behavior of its suspension, and provide theoretical basis and operation program for CNC aspect ratio characterization by rheology measurement. The specific objectives included two parts, first, studying the influence of electrostatic repulsion effect on the kinetics and rheological behavior of sulfuric acid hydrolysis CNC suspension, and modifying the current kinetics function to describe CNC aspect ratio; second, searching for the optimum condition to obtain electrostatic screened or stable CNC dispersion by adding salt or surfactant, then using the current kinetics function to characterize CNC aspect ratio.
纤维素纳米晶体（Cellulose Nano-Crystal, CNC）是从纤维素中提取的一种直径纳米级的棒状晶体，在纳米增强材料与功能材料领域有重要应用价值。长径比为CNC最重要的性能指标，目前主要通过显微观察统计法表征，该方法直观可见，但存在测量工作量大、周期长、统计数据有随机性等不足。根据刚性棒动力学方程，流变法可作为表征CNC长径比的一种简单有效手段，但是，目前该领域的研究几乎空白。本申请拟开展CNC形态尺寸与其悬浮液流变行为构效关系的研究，通过考察CNC悬浮液的流变与扩散行为随CNC长径比、CNC表面电荷密度、外加盐、表面活性剂的变化规律，揭示静电排斥作用对CNC动力学行为的影响规律；探寻添加盐或表面活性剂获得静电屏蔽或稳定分散CNC悬浮液的最佳条件，为用流变法有效表征CNC长径比提供理论依据和可行的操作方案，并为CNC悬浮液复杂流变行为和稳定性研究积累一定的经验和提供必要的借鉴。

结项摘要

纳米纤维素因其可再生、高强度等因素成为目前研究的热点，但其形态的表征目前仍采用电镜观察统计的方法，该方法直观精确，但是设备昂贵，耗时耗力，不适合在工业生产中使用。本项目主要研究了纤维素纳米晶体（CNC）悬浮液的流变行为，系统考察了外加盐种类、浓度、CNC表面电荷密度及CNC形态分布等因素对CNC悬浮液流变行为和特性粘数([η])的影响，构建了CNC表面电荷密度与其悬浮液[η]的定量关系，发现了准确估算CNC长径比的最佳条件，建立一套用流变方法有效表征CNC长径比的实施方案，并证实了用流变学方法表征CNC长径比的可靠性。流变法可以作为替代TEM和AFM的一种经济、快速和准确的表征CNC形态的方法，特别适合在工业生产中使用，具有重要的应用前景。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
TEMPO氧化法制备五节芒纤维素纳米纤丝及其悬浮液稳定性和流变行为表征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    浙江农林大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李秀雯;姜学泓;王静芳;李强;钱俊;吴强;王思群
  • 通讯作者：
    王思群
Mechanical, thermal properties and curing kinetics of liquid silicone rubber filled with cellulose nanocrystal
纤维素纳米晶填充液体硅橡胶的力学、热性能及固化动力学
  • DOI：
    10.1007/s10570-017-1581-6
  • 发表时间：
    2018-01-01
  • 期刊：
    CELLULOSE
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Li, Xiuwen;Wu, Qiang;Zhang, Chunhui
  • 通讯作者：
    Zhang, Chunhui
Thermally stable, conductive and flame-retardant nylon 612 composites created by adding two-dimensional alumina platelets
通过添加二维氧化铝片创建的热稳定、导电且阻燃的尼龙 612 复合材料
  • DOI：
    10.1016/j.compositesa.2017.02.029
  • 发表时间：
    2017-06-01
  • 期刊：
    COMPOSITES PART A-APPLIED SCIENCE AND MANUFACTURING
  • 影响因子：
    8.7
  • 作者：
    Song, Pingan;Wang, Cong;Wang, Hao
  • 通讯作者：
    Wang, Hao
Estimation of aspect ratio of cellulose nanocrystals by viscosity measurement: influence of surface charge density and NaCl concentration
通过粘度测量估算纤维素纳米晶体的长径比：表面电荷密度和 NaCl 浓度的影响
  • DOI：
    10.1007/s10570-017-1341-7
  • 发表时间：
    2017-05
  • 期刊：
    Cellulose
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Qiang Wu;Xiuwen Li;Shenyuan Fu;Qian Li;Siqun Wang
  • 通讯作者：
    Siqun Wang
Preparation and characteristics of TEMPO-oxidized cellulose nanofibrils from bamboo pulp and their oxygen-barrier application in PLA films
竹浆TEMPO氧化纤维素纳米纤丝的制备、特性及其在PLA薄膜中的阻氧应用
  • DOI：
    10.1007/s11705-017-1673-8
  • 发表时间：
    2017-11
  • 期刊：
    Frontiers of Chemical Science and Engineering
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Bozhen Wu;Biyao Geng;Yufei Chen;Hongzhi Liu;Qiang WU
  • 通讯作者：
    Qiang WU

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其他文献

双层ZnS界面修饰ZnO球聚体基量子点敏化太阳能电池的光电性能
  • DOI：
    10.13880/j.cnki.65-1174/n.2017.05.004
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    石河子大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴强;王兴行;赵海峰;曹海宾;侯娟
  • 通讯作者：
    侯娟
检测人乳腺癌MCF-7细胞在不同HER-2水平培养上清中miRNAs的表达谱
  • DOI：
    10.13315/j.cnki.cjcep.2016.03.002
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    临床与实验病理学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    江冬瑞;王弦;吴正升;许成辰;闫红;韦丽;秦蓉;吴强
  • 通讯作者：
    吴强
乳腺癌中自噬相关基因LC3与凋亡相关基因XIAP的表达及意义
  • DOI：
    10.13315/j.cnki.cjcep.2016.04.012
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    临床与实验病理学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    闫红;吴正升;江冬瑞;王晓洁;吴强
  • 通讯作者：
    吴强
肠易激综合征的针灸疗效评价指标现状与分析
  • DOI：
    10.11842/wst.20190626009
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    世界科学技术：中医药现代化
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    蒋一璐;郑倩华;蔡定均;吴强;梁繁荣
  • 通讯作者：
    梁繁荣
庞军(第一作者),吴强,李玲,等.杜仲提取物与运动联合应用对小鼠动脉粥样硬化的影响.重庆医学.2020,49(增刊):1-3.
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    重庆医学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    庞军（第一作者）;吴强;李玲 等.
  • 通讯作者：
    李玲 等.

其他文献

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吴强的其他基金

木质复合材料胶合界面的微观力学性能表征及破坏机理研究
  • 批准号：
    31870548
  • 批准年份：
    2018
  • 资助金额：
    60.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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