结构可控聚合物接枝纳米颗粒及其复合材料流变学

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21674122
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0309.高分子物理与高分子物理化学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

In this project, we will prepare serials of tailor-designed polymer-grafted nanoparticles (PGNPs) with different microstructures (i.e., geometry of core, length of grafted chains, density of grafted chains, and size of core) in controlled manner utilizing the method of self-/co-assembling of block copolymers. The so-called “completely miscible” polymer composites will be obtained by evenly dispersing the PGNPs with the controlled grafted length and density in the polymer matrix that same to the grafted chains. This will provide a good model system for the studies on the rheological properties of polymer nanocomposites. The research will focus on the influences of the shape transformation of PGNPs (from sphere to cylinder, and to lamellae) as well as the polymer bridge effects between the grafted chains and those of polymer matrix. Based on the studies on model PGNOs filled polymer composites, we will construct the systematic knowledge about the PGNPs’ structure-dispersing state-rheological property relationships, along with the general dispersing phase diagram about the PGNPs and the equations describing the flowing behaviors of the model composites. In the application area, by utilizing the shape effects of PGNPs and the polymer bridging effects between the grafted and free polymer chains, we expect to fabricate the polymer nanocomposites with high mechanical performances but low nanoparticles content.
本项目利用其中一段侧链含有烷基氧化硅烷的两嵌段共聚物进行自组装或共组装,水解交联后制备刚性内核的聚合物接枝纳米颗粒。通过调节嵌段共聚物长度和比例、共组装齐聚物含量,可精确调控纳米颗粒的内核形状、接枝链长度、接枝密度、内核尺寸等结构参数。利用小角X射线散射和激光光散射、稀溶液流变学、电镜观察和热失重等表征手段,确定聚合物接枝纳米颗粒的结构参数。当接枝链密度和长度满足一定条件,纳米颗粒可以在相同化学结构的基体聚合物中均匀分散,形成所谓的“完全相容性”聚合物纳米复合材料。重点聚焦于纳米颗粒形状效应和接枝链桥连作用这两个重要基本问题,阐明这类材料的结构-加工分散-流变性能之间的关系,期望建立更为普适的纳米复合体系的分散相图,复合体系粘弹性能的微观机理,以及自由链和接枝链的松弛机理。在材料的开发方面,将利用纳米颗粒形状效应和聚合物桥连效应,制备低纳米填料含量、高性能的新型聚合物纳米复合材料。

结项摘要

本项目按照“资助项目计划书”内容执行,从基础研究和材料开发两个方面开展结构可控聚合物接枝纳米颗粒(PGNPs)及其复合材料的相关研究。在聚合物接枝纳米颗粒制备与表征方面,发展完善了PGNPs制备平台技术,合成系列不同种类聚合物接枝的PGNPs、接枝链长度双分布PGNPs、双组分PGNPs,嵌段共聚物PGNPs。该方法的最大优势是可以制备高分子量接枝链,其分子量远高于传统的固相表面接枝方法。开展PGNPs溶液流变学研究,揭示了该类软胶体体系液体-固体转变的物理本质,为控制这类纳米复合体系的流动性质提供了理论基础。通过熔体相容性共混熔体流变学研究,建立了PGNPs相容性纳米复合体系弹性网络的逾渗模型。最后在PGNPs弹性体材料和增强增韧方向取得一些突破性认识。

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(2)
Short and Soft: Multidomain Organization, Tunable Dynamics, and Jamming in Suspensions of Grafted Colloidal Cylinders with a Small Aspect Ratio
短而软:小长径比接枝胶体圆柱体悬浮液中的多域组织、可调动力学和干扰
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.9b03025
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Langmuir
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Daniele Parisi;Yingbo Ruan;Guy Ochbaum;Kevin S. Silmore;Lucas L. Cullari;Chen-Yang Liu;Ronit Bitton;Oren Regev;James W. Swan;Benoit Loppinet;Dimitris Vlassopoulos
  • 通讯作者:
    Dimitris Vlassopoulos
Static and dynamic properties of block copolymer based grafted nanoparticles across the non-ergodicity transition
基于嵌段共聚物的接枝纳米颗粒跨越非遍历性转变的静态和动态特性
  • DOI:
    10.1063/5.0031862
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Physics of Fluids
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Parisi Daniele;Ruiz-Franco Jose;Ruan Yingbo;Liu Chen Yiang;Loppinet Benoit;Zaccarelli Emanuela;Vlassopoulos Dimitris
  • 通讯作者:
    Vlassopoulos Dimitris
Graphene aerogels that withstand extreme compressive stress and strain
能够承受极端压缩应力和应变的石墨烯气凝胶
  • DOI:
    10.1039/c8nr04824j
  • 发表时间:
    2018-10-14
  • 期刊:
    NANOSCALE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Li, Chenwei;Ding, Meichun;Liu, Chen-Yang
  • 通讯作者:
    Liu, Chen-Yang
A self-healing PDMS elastomer based on acylhydrazone groups and the role of hydrogen bonds
基于酰腙基团和氢键作用的自修复PDMS弹性体
  • DOI:
    10.1016/j.polymer.2017.05.060
  • 发表时间:
    2017-06-30
  • 期刊:
    POLYMER
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhang, Dong-Dong;Ruan, Ying-Bo;Liu, Chen-Yang
  • 通讯作者:
    Liu, Chen-Yang
Dispersions of α-Zirconium Phosphate/organic Solvent with Structural Colors
α-磷酸锆/有机溶剂与结构色的分散体
  • DOI:
    10.6023/a20100470
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Acta Chim. Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张超;张宝庆;刘琛阳
  • 通讯作者:
    刘琛阳

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含NDI单元聚合物的合成及其凝胶性能研究
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  • 作者:
    罗河伟;刘子桐;蔡政旭;吴刘锁;张关心;刘琛阳;张德清
  • 通讯作者:
    张德清
聚(乙烯基对苯二甲酸二烷基酯)的非寻常相转变
  • DOI:
    10.11777/j.issn1000-3304.2017.17082
  • 发表时间:
    2017-07
  • 期刊:
    高分子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘鑫;郑晓慧;刘小青;赵瑞颖;赵体鹏;刘琛阳;孙平川;陈尔强
  • 通讯作者:
    陈尔强

其他文献

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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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