原子层沉积构筑磁性金属/介电型核壳纳米结构及其吸波性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11564011
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    46.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2011.表面界面与低维物理
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Magnetic metal based nanomaterials are research focus of the microwave absorbing materials due to their favorable electromagnetic characteristics. However, magnetic metal nanoparticles are easily oxidized, subjected to corrosion and generated eddy current effect from agglomeration, and thus affect their microwave absorption performance. Constructing magnetic metal/dielectric film core-shell structure can effectively isolate and insulate magnetic metal nanoparticles from agglomeration, oxidation and corrosion. Moreover, dielectric coatings can suppress the eddy current effect, improve impedance matching, and enhance absorption. However, it is difficult to make significant progress using traditional coating methods owing to the potential limitations in coating quality, thickness control and optional materials. The developing atomic layer deposition (ALD) technology has outstanding advantages in many aspects, such as thickness control, uniformity, and the design of core-shell nanostructure. In this research project ALD will be applied to prepare magnetic metal/dielectric film core-shell structure. The effect of coating material type and thickness on the microwave absorbing property of the composite materials will be investigated. The relationship and discipline between composite material structure and electromagnetic property will also be studied. The protective layers will be deposited by ALD to study their influence on the stability of magnetic metal nanoparticles. These investigations will lead to reasonable understandings, provide theoretical basis for the design of novel microwave absorbing materials with thin coatings, light weight, broad bandwidth and strong absorption, and promote this research to make important progress.
磁性金属基纳米材料凭借良好的电磁特性成为吸波材料领域的研究热点。但是,磁性纳米金属容易被氧化腐蚀,且常因团聚产生涡流效应,影响其微波吸收效果。构筑磁性金属/介电型核壳纳米结构能有效的保护、隔离和绝缘磁性纳米颗粒,从而抑制涡流效应,改善阻抗匹配,提高吸收性能。传统方法在包覆质量、厚度控制和可选材料种类等方面都有局限性,很难再取得突破性进展。新发展的原子层沉积(ALD)在厚度控制、均匀性、纳米核壳结构设计等诸多方面具有突出的优势。因此,本项目拟利用ALD方法控制制备磁性金属/介电型核壳纳米结构,研究壳层材料种类、包覆厚度等对复合材料吸波性能的影响,探明磁性金属/介电核壳纳米材料的结构与电磁性能、吸波性能之间的关系和规律。并利用ALD制备保护层,研究其对纳米磁性金属稳定性的影响。通过这些研究得到规律性认识,为设计薄、轻、宽、强的新型吸波材料提供理论支持,促进这一研究取得突破性进展。

结项摘要

磁性金属基纳米材料凭借良好的电磁特性成为吸波材料领域的研究热点。但是,磁性纳米金属容易被氧化腐蚀,且常因团聚产生涡流效应,影响其微波吸收效果。构筑磁性金属/介电型核壳纳米结构能有效的保护、隔离和绝缘磁性纳米颗粒,从而抑制涡流效应,改善阻抗匹配,提高吸收性能。在本项目资金支持下,项目的各项研究内容都顺利进行,并将课题的研究对象从磁性金属/介电型核壳吸波材料的研究,扩展到碳磁复合吸波材料,以及它们在能源存储、生物传感等领域的应用,取得了许多重要的成果。例如,基于优化阻抗匹配、电磁交叉极化、界面效应等原理,设计了Ni@CNT/G、TiO2@C、ZnO@C、ZnO@Fe3O4、ZnO@Fe3O4、CoFe/C等系列具有核壳结构的高性能吸波材料。利用ALD可控生长Al2O3作为诱导层,发展了一种新的Al系水滑石的可控制备方法,在吸波、能源、生物催化等领域有着潜在应用。利用H2O和O3双氧源策略,无需任何前处理,可实现碳材料表面高效的生长NiO、Co3O4等。利用分子层沉积技术制备聚酰亚胺,结合退火处理,可实现任意材料表面包覆超薄氮掺杂碳膜。在本项目资助下,在Chemical Engineering Journal、Chemical Communication、Dalton Transactions、Sensors and Actuators B:Chemistry、Journal of Colloid and Interface Science、Materials & Design、Electrochimica Acta等国际重要SCI期刊上发表论文20余篇,项目中开发的多种核壳结构复合材料在吸波、能源存储、生物传感领域有相当的应用前景,能为批量生产提供指导。

项目成果

期刊论文数量(25)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Uniformly coating MnOx nanoflakes onto carbon nanofibers as lightweight and wideband microwave absorbers with frequency-selective absorption
将MnOx纳米片均匀涂覆在碳纳米纤维上,作为具有频率选择性吸收的轻质宽带微波吸收体
  • DOI:
    10.1016/j.matdes.2019.108167
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Materials and Design
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Xu Xuefei;Shi Shaohua;Wan Gengping;Hao Chuncheng;He Zhengyi;Wang Guizhen
  • 通讯作者:
    Wang Guizhen
Highly effective synthesis of NiO/CNT nanohybrids by atomic layer deposition for high-rate and long-life supercapacitors
通过原子层沉积高效合成 NiO/CNT 纳米杂化物,用于高倍率和长寿命超级电容器
  • DOI:
    10.1039/c6dt01927g
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Yu Lei;Wang Guilong;Wan Gengping;Wang Guizhen;Lin Shiwei;Li Xinyue;Wang Kan;Bai Zhiming;Xiang Yang
  • 通讯作者:
    Xiang Yang
BaTiO3/CARBON CORE-SHELL NANOWIRES USED AS WIDE-BAND AND STRONG ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORBERS
BaTiO3/碳核壳纳米线用作宽带强电磁波吸收体
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    He Z Y;Zhang J F;Wang G Z;Shi S H;Wan G P
  • 通讯作者:
    Wan G P
Preparation and microwave absorption properties of uniform TiO2@C core-shell nanocrystals
均匀TiO2@C核壳纳米晶的制备及其微波吸收性能
  • DOI:
    10.1039/c5ra14344f
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    RSC Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Wan Gengping;Yu Lei;Peng Xiange;Wang Guizhen;Huang Xianqin;Zhao Haonan;Qin Yong
  • 通讯作者:
    Qin Yong
Ultrafast and durable lithium ion storage enabled by intertwined carbon nanofiber/Ti2Nb10O29 core-shell arrays
交织的碳纳米纤维/Ti2Nb10O29核壳阵列实现超快且耐用的锂离子存储
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2019.135433
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Electrochimica Acta
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Tang Yulin;Deng Shengjue;Shi Shaohua;Wu Lihong;Wang Guizhen;Pan Guoxiang;Lin Shiwei;Xia Xinhui
  • 通讯作者:
    Xia Xinhui

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削角双六棱锥多面体氧化铁晶面调控制备及其可见光催化性能(英文)
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    宋卫国
TiO2纳米管阵列电极制备与光催化制氢性能的关系
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    硅酸盐学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李丹红;王桂振;李建保;林仕伟
  • 通讯作者:
    林仕伟

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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

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          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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