表面官能化对纳米碳纤维化组装及电机驱动特性的影响研究

基本信息
批准号:21503267
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:赵静娜
学科分类:
依托单位:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李达,曲抒旋,邹菁云,相喜,兰竹瑶,王光辉
关键词:
表面官能化电机驱动纳米碳纤维化
结项摘要

The assembling of nano-carbons like carbon nanotube and graphene is the key process to fabricate their macroscopic continuous fibers, which have attracted great attention during the development of nanomaterials. Different from the traditional fibers, the assembled nano-carbon fibers exhibit extremely large interfacial contacts between the nanometer-sized structures. These interfaces play important roles in determining the fiber's mechanical, electrical, and thermal properties, and are also crucial for developing the multifunctionality such as the electro-mechanical actuation where energy conversion takes place at the interfaces. In order to further explore the performance of the assembled nano-carbon fibers, it is necessary to functionalize the surface of nano-carbon. However, the surface treatment is only allowed on the outer shell of the fiber once the assembly is finished. This means, the assembling process should be revised to be applicable for the functionalized nano-carbons. In this study, we will perform various methods to modify the atomic structure of nano-carbons, and then develop the fiber assembling process to fabricate new fibers which contain the functionalized nanostructures. By using the coupling tests on the mechanical, electrical, and thermal responses, the effect of the interface structure on the energy conversion and transfer will be analyzed. Based on the study on the mechanism between the surface functionalization and the electro-mechanical actuation, we hope the present research can be extended to develop other multifunctional nanomaterials.

纤维化过程是将碳纳米管及石墨烯等纳米碳结构组装形成连续纤维材料的关键过程,是当前纳米材料发展的重要内容之一。不同于传统纤维材料,纳米碳组装纤维中存在丰富的界面结构,这些界面结构在纤维的力、电、热性能以及多功能特性中起到重要作用。由于经过纤维化过程之后进行官能化修饰仅能影响到纤维的外层纳米碳结构,为获得具有不同表面官能化程度的纳米碳组装纤维,需要针对不同修饰程度的纳米碳开展纤维化研究。此外,以电机驱动为典型的能量转换特性也取决于纳米碳的表面化修饰以及受此影响的界面结合作用。为此,本项目首先对纳米碳结构进行表面官能化修饰,研究不同修饰程度对纤维化过程的影响,着重分析纳米碳结构间不同界面结构与应力传递、电荷输运以及能量转换的关联特性,探索界面特性对纤维力、电、热性能以及电-机驱动特性的作用机制,发展新型多功能纳米碳组装纤维材料。

项目摘要

纤维化过程是将碳纳米管及石墨烯等纳米碳结构组装形成连续纤维材料的关键过程,是当前纳米材料发展的重要内容之一。纳米碳组装纤维中存在丰富的界面结构在纤维的力、电、热性能以及多功能特性中起到重要作用。为获得具有不同表面官能化程度的纳米碳组装纤维,需要针对不同修饰程度的纳米碳开展纤维化研究。以电机驱动为典型的能量转换特性也取决于纳米碳的表面化修饰以及受此影响的界面结合作用。本项目首先对纳米碳结构进行表面官能化修饰,研究不同修饰程度对纤维化过程的影响,着重分析纳米碳结构间不同界面结构与应力传递、电荷输运以及能量转换的关联特性,进而探索界面特性对纤维力、电、热性能以及电-机驱动特性的作用机制,发展新型多功能纳米碳组装纤维材料。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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