通过交替多层结构设计制备聚氨酯基电响应三重形状记忆材料及其性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51903165
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0305.高分子共混与复合材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Polymeric electro-responsive shape memory composites (ESMC), as a type of intelligent materials, have been extensively applied in high-end fields such as sensor, actuator and aerospace structure. However, most of the current researches still stay at realization of dual-shape memory effect, which severely restricted the further development of application of ESMC. In view of this, this project intends to select the multi-walled carbon nanotubes (MWCNT)-filled thermoplastic polyurethane (cTPU) as fixing phase and polylactic acid (PLA)/polypropylene carbonate (PPC) blend (LPB) as switching phase, then fabricated cTPU/LPB alternating multilayer composites possessing diverse layer morphology, layer number and layer thickness ratio through micro/nano layer-multiplying coextrusion technology, which could simultaneously realize layered distribution of MWCNT and construction of triple-shape memory network, for developing efficient and rapid electro-responsive triple-shape memory effects. The electro-responsive triple-shape memory mechanism of alternating multilayer composites was systematically explored and successfully established by researching the influences of MWCNT addition amount, layer structure and electric field strength on electrothermal effect and shape memory performances. Meanwhile, the evolution rule of conductive network in the shape memory cycle was revealed. This project was believed to provide new ideas and original routes for the efficient preparation and intelligent regulation of electro-responsive triple-shape memory composites, which has important theoretical significance and practical value for enriching and developing intelligent material types and applications.
高分子基电响应形状记忆复合物(ESMC)作为一类智能材料,已被广泛用于传感、驱动、航空等高端领域,但现有研究大多停留在两重形状记忆的实现,严重制约了其用途的进一步开发。针对此,本申请项目选择多壁碳纳米管(MWCNT)填充后的热塑性聚氨酯(cTPU)为固定相,聚乳酸(PLA)/聚碳酸亚丙酯(PPC)共混物(LPB)为可逆相,利用微纳层叠共挤出技术构筑层形态、层数目、层厚比不同的cTPU/LPB交替多层复合材料,同步完成MWCNT的层状分布和三重形状记忆网络的构建,以期实现高效快速的电响应三重形状记忆性能。通过研究碳管添加量、层结构、电场强度等因素对体系电热效应和形状记忆性能的影响,探索并建立交替多层复合材料的电响应三重形状记忆机理及性能调控机制,揭示导电网络在形状记忆过程中的演变规律,为三重ESMC的高效构筑和智能调控提供新思路、新途径,对丰富和发展智能材料种类及应用具有重要意义和实用价值。

结项摘要

高分子基电响应形状记忆复合物(ESMC)作为一类智能材料,已被广泛用于传感、驱动、航空等高端领域,但现有研究大多停留在两重形状记忆的实现,严重制约了其用途的进一步开发。针对此,本申请项目首先设计制备了聚合物基导电相/本体相双层导电复合材料,研究了导电粒子层状受限分布对导电性能的优化效应,探索了两相层厚比变化对导电性能的调控作用,分析了使用并联导电模型预测层状导电网络电阻率存在误差的原因及修正方法。进一步构筑了导电粒子选择性分布于固定相或可逆相、或在两相中均有分布的ESMC,探索了导电粒子的可控定量化分布对体系导电性能、电热效应、形状固定和回复率的分别影响,实现了可调的电响应形状记忆性能(ESME),为高性能 ESMC的设计构筑提供了一种新思路。最后,通过微纳层叠共挤出技术构筑了不同层数的导电固定相和单组分可逆相交替平行排布的 ESMC,研究了层数变化对材料电热效应和记忆性能的分别影响规律,分析了电热功率和记忆性能在优化 EMSE 方面的平衡效应。在此基础上,将单组分可逆相更换为双组分共混可逆相,进一步研究了多尺度层结构设计体系的 ESME,并探索了导电网络在形状记忆循环过程中的演变规律,实现了优异的电响应三重形状记忆性能,建立了交替多层复合材料的电响应三重形状记忆机理及性能调控机制,为三重ESMC的高效构筑和智能调控提供了新思路、新途径,对丰富和发展智能材料种类及应用具有重要意义和实用价值。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Nacre-inspired polymeric materials with body heat-responsive shape-memory effect, high optical transparence, and balanced mechanical properties
具有体热响应形状记忆效应、高光学透明度和平衡机械性能的珍珠质聚合物材料
  • DOI:
    10.1021/acsami.0c15871
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Bingbing Zeng;Lihua Yang;Jingxian Qin;Yu Zheng;Shaoyun Guo
  • 通讯作者:
    Shaoyun Guo
Tuning the dual- and triple-shape-memory effect of thermoplastic polyurethane/polylactic acid/poly(propylene carbonate) ternary blends via morphology control
通过形态控制调节热塑性聚氨酯/聚乳酸/聚(碳酸丙烯酯)三元共混物的双重和三重形状记忆效应
  • DOI:
    10.1016/j.polymer.2022.124546
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Polymer
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Bingbing Zeng;Meiyu Cao;Jiabin Shen;Keke Yang;Yu Zheng;Shaoyun Guo
  • 通讯作者:
    Shaoyun Guo
Body Temperature-Triggered Shape-Memory Effect via Toughening Sustainable Poly(propylene carbonate) with Thermoplastic Polyurethane: toward Potential Application of Biomedical Stents
通过用热塑性聚氨酯增韧可持续聚碳酸亚丙酯来实现体温触发的形状记忆效应:生物医学支架的潜在应用
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.9b06080
  • 发表时间:
    2020-01-27
  • 期刊:
    ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Zeng, Bingbing;Li, Ying;Guo, Shaoyun
  • 通讯作者:
    Guo, Shaoyun
Fabrication of Thermoplastic Polyurethane/Polycaprolactone Multilayered Composites with Confined Distribution of MWCNTs for Achieving Tunable Thermo- and Electro-Responsive Shape-Memory Performances
制备具有受限分布的 MWCNT 的热塑性聚氨酯/聚己内酯多层复合材料,以实现可调节的热响应和电响应形状记忆性能
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.9b06247
  • 发表时间:
    2020-02-19
  • 期刊:
    INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Zheng, Yu;Zeng, Bingbing;Guo, Shaoyun
  • 通讯作者:
    Guo, Shaoyun
Experiment and theory study on the electrical property of MWCNT filled thermoplastic polyurethane bilayer composites with tunable layer thickness ratios
层厚比可调的MWCNT填充热塑性聚氨酯双层复合材料电性能实验与理论研究
  • DOI:
    10.1016/j.polymertesting.2022.107749
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    Polymer Testing
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Jinxiang Ai;Bingbing Zeng;Jingxian Qin;Yu Zheng;Shaoyun Guo
  • 通讯作者:
    Shaoyun Guo

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

Development ofoptimal steam explosion pretreatment andhighly effective cell factory forbioconversion ofgrain vinegar residue to butanol
开发最佳蒸汽爆破预处理和高效细胞工厂用于谷醋渣生物转化为丁醇
  • DOI:
    10.1186/s13068-020-01751-7
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Biotechnology for Biofuels
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    夏梦雷;彭明梦;薛丹妮;成杨;李彩霞;王頔;陆铠;郑宇;夏婷;宋佳;王敏
  • 通讯作者:
    王敏
HRT和SRT对AO工艺去除四环素及耐药菌的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    环境工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑宇;黄满红;陈亮;徐奇
  • 通讯作者:
    徐奇
多孔硅的微结构及其冷阴极的电子发射特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    真空科学与技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗文;胡文波;郑宇;宋忠孝;吴汇炎
  • 通讯作者:
    吴汇炎
基于Autoencoder-BLSTM 的涡扇发动机剩余寿命预测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    计算机集成制造系统
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋亚;夏唐斌;郑宇;卓鹏程;潘尔顺
  • 通讯作者:
    潘尔顺
新型社会治理下的第三方组织参与公共空间规划设计思考
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    规划师
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑宇;方凯伦;刘慧雯;谭俊杰;袁媛
  • 通讯作者:
    袁媛

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

郑宇的其他基金

PLA/PPC交替多层薄膜的多尺度结构设计及性能强化研究
  • 批准号:
    52373046
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码