CF/GN/CNT全碳功能体网络的构建及其多功能复合材料

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基本信息

  • 批准号：
    51373096
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    李华
  • 依托单位：
    上海交通大学
  • 学科分类：
    E0305.高分子共混与复合材料
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31
  • 项目参与者：
    Roberto Dugnani； 刘丽； 陶文燕； 常健； 房光强； 徐竹田； 路雁雁； 王珮； 曾庆平；
  • 关键词：
    多功能复合材料碳材料网络

项目摘要

To meet the requirments of high conductivity and electromagnetic shielding performance, high mechanical properties of lightweight multifunctional composites for spatial structure platforms, aircraft, and other important equipment , carbon nanotubes,CNT, and grapheme, GN, were introduced in carbon fiber reinforcing composite material. By the mutual dispersion effect between CNT and GN, theri high degree of dispersion was achieved , and the constitute CF/GN/CNT function body network was obtain, which will greatly improve the current transmission, electromagnetic shielding and other functions .Based on the research on the GN/CNT dispersion behavior mechanism in particular resin solution, and CF/GN/CNT composites technology , the relationship between the material organizational structure with each component characteristics and process of the parameter were established. .Based on the work on the carrier transport mechanism, the interaction mechanism of microwaves with the carbon materials of the CF/GN/CNT network, and failure mechanism of the composites, the relationship between a composite material electrical, magnetic and mechanical properties of its components, organization, structure was created. This project develops the CF/GN/CNT multifunctional composites and established the base for its the applications in aerospace.
面向空间结构平台、飞行器等重要装备对兼具高导电性、高电磁屏蔽性能、高力学性能的轻质多功能复合材料的需求，在碳纤维复合材料中同时引入碳纳米管与石墨烯，利用它们的"互分散"效应，实现其在碳纤维间的高度分散排布，并与碳纤维一起构成"CF/GN/CNT"全碳材料功能体网络，将实现电流传输、电磁屏蔽等功能的极大提升。通过在特定树脂溶液介质中GN/CNT分散行为调控机制研究，获得高度分散的GN/CNT体系；通过CF/GN/CNT复合材料的制备技术基础研究，建立材料组织结构与各组元特性及过程参数的关系；通过对复合材料中CF/GN/CNT功能体网络的载流子传输机制、与微波的交互作用机制，以及典型力学载荷下复合材料失效机制的研究，建立复合材料电、磁性能及力学性能与其组份、组织、结构的关系。本项目发展的新型CF/GN/CNT多功能复合材料的设计、制备与调控理论与方法，将为其在空天装备关键材料中的应用建立基础。

结项摘要

针对空间结构平台、空天飞行器等重要装备对兼具高导电性、高电磁屏蔽性能、高力学性能的轻质多功能复合材料的需求，在碳纤维复合材料中引入具不同维度特性的碳纳米材料——碳纳米管、石墨烯，构建由三类碳功能体构成的CF/GN/CNT三维网络，在细观尺度上对碳纤维间隙“空白区域”进行电磁屏蔽功能填补，并促进载流子传输。. 利用GN/CNT“互分散”效应，进行在特定树脂/溶剂介质中的分散体系形态与调控机制研究，实现了GN/CNT良好分散；进行了含GN/CNT的复合树脂流变行为、固化行为研究，并基本建立了CF/GN/CNT复合材料的原材料与制备过程参数与材料组织结构的关系；进行了复合材料中载流子传输机制、功能体与微波的交互作用机制、以及典型力学载荷下的失效机制的研究，并基本建立了复合材料导电性、介电性、电磁屏蔽性能及力学性能与组织结构及组份的关系；发展新型CF/GN/CNT多功能复合材料的设计、制备与调控理论与方法，为其在空天装备关键材料中的应用建立了基础。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（9）
A facile method to fabricate polyurethane based graphene foams/ epoxy/carbon nanotubes composite for electro-active shape memory application
一种简便的方法来制造用于电活性形状记忆应用的聚氨酯基石墨烯泡沫/环氧树脂/碳纳米管复合材料
  • DOI：
    10.1016/j.compositesa.2016.10.021
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Composites Part A-Applied Science and Manufacturing
  • 影响因子：
    8.7
  • 作者：
    Zhou Jie;Li Hua;Liu Weiwei;Dugnani Roberto;Tian Ran;Xue Wenchao;Chen Yujie;Guo Yiping;Duan Huanan;Liu Hezhou
  • 通讯作者：
    Liu Hezhou
Facile synthesis of three-dimensional lightweight nitrogen-doped graphene aerogel with excellent electromagnetic wave absorption properties
轻松合成具有优异电磁波吸收性能的三维轻质氮掺杂石墨烯气凝胶
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2018-03
  • 期刊：
    Journal of Materials Science
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    周洁;陈玉洁;李华;Roberto Dugnani;杜起;Hafeez UrRehman;康红梅;刘河洲
  • 通讯作者：
    刘河洲
Three dimensional Graphene aerogels as binder-less, freestanding, elastic and high-performance electrodes for lithium-ion batteries.
三维石墨烯气凝胶作为锂离子电池的无粘合剂、独立式、弹性和高性能电极
  • DOI：
    10.1038/srep27365
  • 发表时间：
    2016-06-06
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Chen Z;Li H;Tian R;Duan H;Guo Y;Chen Y;Zhou J;Zhang C;Dugnani R;Liu H
  • 通讯作者：
    Liu H
A green method to prepare TiO2/MWCNT nanocomposites with high photocatalytic activity and insights into the effect of heat treatment on photocatalytic activity
制备高光催化活性TiO2/MWCNT纳米复合材料的绿色方法及热处理对光催化活性的影响研究
  • DOI：
    10.1039/c4ra13809k
  • 发表时间：
    2015-01
  • 期刊：
    Rsc Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Zeng Qingping;Li Hua;Duan Huanan;Guo Yiping;Liu Xuefa;Zhang Yangyang;Liu Hezhou
  • 通讯作者：
    Liu Hezhou
高韧性形状记忆树脂的制备与性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    兰州理工大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    白天;杨磊;房光强;张洋洋;李华;刘河洲
  • 通讯作者：
    刘河洲

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  • 通讯作者：
    彭勇

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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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