琼脂糖薄膜的化学改性及湿气驱动的能量转化机理研究
结题报告
批准号:
51603068
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
张利东
依托单位:
学科分类:
E0309.光电磁功能有机高分子材料
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
伍建华、王俊芳、周丹丹、熊晨晓
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中文摘要
随着全球对能源需求的上升, 能源短缺是世界各国面临的重大难题, 因此新能源开发是缓解该问题的重要途径。洁净型新能源的开发,不但可以解决能源短缺, 而且可以有效地避免能源转化导致的环境污染问题。本项目以空气湿气为洁净能源开发对象, 对湿气敏感的琼脂糖薄膜化学结构修饰与机械性能表征, 及能量转化机理进行深入研究。以湿气驱动薄膜的可逆变形机理为研究重点,为琼脂糖薄膜更高效的能量转化提供理论依据和设计思路。本项目旨在引导新能源开发模式, 拓展洁净型能源开发途径,为新能源开发与利用奠定理论基础和技术参考。
英文摘要
With rising demand for energy, energy shortage is a major problem in the world, thus development of new energy source is of significance to alleviate the problem, which is not only capable of solving the shortage of energy, but also can effectively avoid environmental pollution caused by energy conversion. In this project, we will exploit new energy from moist air by means of agarose-based humidity-responsive actuator that is capable to convert humidity to mechanical energy,and will also deeply investigate on the structural features of agarose and modify it via chemical protocols to enhance its mechanical performance. We hope to provide the theoretical basis and design ideas for preparation of smart materials that are applied for more efficient energy conversion in the future. The project aims to provide theoretical foundation and technical reference for exploitation and utilization of new energy.
空气湿气是一种全新的清洁可再生能源体系--从低温空气湿气中获取能量成为目前的研究重点。 国内外对这一新型领域的研究还处于基础理论方面, 主要集中在低温吸水材料的制备及结构性能研究, 真正把吸水材料做成高机械性能薄膜并探索其能量转化机理的研究尚不成熟。 因此湿气刺激响应材料在能量转化方面的机理亦然是目前的研究重点和难点。 随着能量转化机理的研究深入及材料性能的不断提高, 一旦真正实现从空气湿气到机械能或者电能的高效转化, 将极大地拓展利用能源的方式。..本项目主要以攻克湿气刺激响应薄膜可控可持续形变方面的难题开展了一系列创新性工作:1)提出了分子结构优化理论,提高了薄膜湿气响应灵敏性; 2) 发展了一系列薄膜表面图案化技巧,实现了湿气驱动薄膜可控形变;3)设计出湿气与光协同驱动体系,实现了湿气驱动薄膜的可持续形变。..研究成果申请四项发明专利, 授权一项发明专利。发表包括: Adv. Mater., ACS Appl. Mater. Interfaces, J. Mater. Chem. A, Chem. Comm.等15篇SCI论文。 ..重点解决了湿气刺激响应薄膜所面临的动态行为不可控难题,突破前期研究中对薄膜双层结构的依赖,实现对单层高分子薄膜的能量传递与形变性能的严格调控;建立了微观结构与薄膜湿气刺激响应性能的对应关系,为后期研究提供理论支持。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Vapomechanically Responsive Motion of Microchannel-Programmed Actuators
微通道编程执行器的蒸汽机械响应运动
DOI:10.1002/adma.201702231
发表时间:2017
期刊:Advanced Materials
影响因子:29.4
作者:Zhang Lidong;Naumov Pance;Du Xuemin;Hu Zhigao;Wang Juan
通讯作者:Wang Juan
DOI:10.1039/c9cc07855j
发表时间:2019-11
期刊:Chemical communications
影响因子:4.9
作者:Xiaxin Qiu;Shumin Liang;Xinhua Huang;Lidong Zhang
通讯作者:Xiaxin Qiu;Shumin Liang;Xinhua Huang;Lidong Zhang
Photocrosslinking Patterning of Single-Layered Polymer Actuators for Controllable Motility and Automatic Devices
用于可控运动和自动设备的单层聚合物致动器的光交联图案化
DOI:10.1021/acsami.9b04258
发表时间:2019
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces
影响因子:9.5
作者:Wei Jiang;Qiu Xiaxin;Zhang Lidong
通讯作者:Zhang Lidong
Marangoni Effect-Driven Motion of Miniature Robots and Generation of Electricity on Water
马兰戈尼效应驱动的微型机器人运动和水上发电
DOI:10.1021/acs.langmuir.7b03270
发表时间:2017
期刊:Langmuir
影响因子:3.9
作者:Zhang Lidong;Yuan Yihui;Qiu Xiaxin;Zhang Ting;Chen Qing;Huang Xinhua
通讯作者:Huang Xinhua
Micropatterning of Highly Stretchable Tough Polymer Actuators for Multistage Detection of Acetone Vapors
用于丙酮蒸气多级检测的高可拉伸坚韧聚合物致动器的微图案化
DOI:10.1021/acsami.8b09826
发表时间:2018
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces
影响因子:9.5
作者:Wei Jiang;Wang Fushun;Zhang Lidong
通讯作者:Zhang Lidong
电化学驱动离子定向迁移构建水凝胶表面三维有序结构机制研究
  • 批准号:
    52373263
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    51万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    张利东
  • 依托单位:
基于高分子水凝胶薄膜到复杂多支微流管的化学转化机理研究
  • 批准号:
    51873064
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    张利东
  • 依托单位:
国内基金
海外基金