本文主要研究内容
作者况宇迪（2019）在《纳米纤维素复合材料的结构设计及功能化应用》一文中研究指出：近年来,纤维素纳米纤维(CNF)作为新兴绿色生物质资源,其媲美碳纤维的机械性能、优异的热稳定性、多样的物理化学调控性、良好的生物相容性、以及可再生性等优点,受到了来自学术界和企业界的广泛关注,并围绕CNF独特的物化性能开展了许多功能化应用研究,涵盖了造纸、食品、汽车、航空航天、能源、环境、生物医药等众多领域。但是,现阶段关于CNF材料的功能化应用研究主要还是通过对CNF材料纳米效应的直接应用(如基于CNF的高强纸、透明薄膜、微滤纳滤膜、纤维素气凝胶等)以及与其他功能材料简单复合的方式,很少有文章从材料结构工程学的角度,深入探究CNF基功能材料形貌结构与目标功能之间的关系,导致了一些情况下材料组分的低效利用与性能的限制。基于上述情况,本论文从材料结构工程学的角度,提出了对不同形态CNF基功能材料的微观结构进行调控与设计的多种方法,包括静电诱导自组装、溶剂蒸发诱导自组装、定向冷冻冰模板法以及表面功能化调控等;系统探究了 CNF基功能材料目标功能与形貌结构之间的关系,并进一步通过对CNF基功能材料的结构设计与优化,实现了材料性能的提升以及功能上的创新,展示了材料结构工程设计在构建高性能CNF基功能材料方面的巨大价值和应用潜力。主要包括以下几方面工作:1.针对传统CNF电极材料中各组分在电极空间中随机堆积导致的导电剂(CB)间界面电阻大、电子电导率低的问题,基于静电自组装原理设计并制备了一种CB在CNF表面共形吸附形成的一维复合导电纳米纤维,极大的降低了 CB颗粒间的界面电阻。电荷转移动力学分析结果显示,基于该CB/CNF复合导电纳米纤维制备的高负载(磷酸铁锂有效负载量可达60 mg/cm2)自支撑纳米纸电极的离子电导率比传统聚偏二氟乙烯(PVDF)基电极高出一个数量级,电子电导率是传统PVDF基电极的4倍以上,为工业化厚电极的设计和开发提供了新的方法和思路。2.受“咖啡环”效应启发,通过对CNF胶体溶液浓度、流变性的调控,实现了 CNF胶体溶液在室温下的有序自组装,并进一步揭示了 CNF溶剂蒸发诱导自组装的过程和机理,使得我们能够对二维CNF薄膜的形貌结构进行设计与调控。进一步通过将图案化的CNF薄膜与其他高分子基材复合,我们制备得到了一系列具有优异刺激响应性能的双层结构软体驱动器,展示了其在软体机器人及其他仿生系统领域的应用潜力。3.以CNF/CNT(碳纳米管)杂化气凝胶为模型,通过定向冷冻冰模板法对气凝胶的三维孔隙结构进行取向调控,结合表面疏水处理,制备得到了具有低曲折度孔隙结构的Janus太阳能蒸发器,能够在高达12 wt%的盐溶液中稳定工作。基于Fick第一扩散定律的分析结果表面低曲折度孔隙结构能够促进蒸发界面处盐离子与主体溶液之间的浓差扩散速率,该机制的揭示为解决长久以来一直困扰光驱动界面蒸发过程长程稳定性的盐沉积问题提供了有效的解决方案和理论依据。4.以CNF逾渗网络/聚乙烯醇(PVA)水响应形状记聚合物(CNF/PVA-SMPs)为模型,提出了基于表面润湿性调控与图案化设计实现水响应SMPs响应行为的可控编程新机制,并基于该机制首次制备和展示了具有多重形状记忆特性的水响应形状记忆聚合物,为新型多功能水响应形状记忆聚合物的设计提供了新思路和理论基础。
Abstract
jin nian lai ,qian wei su na mi qian wei (CNF)zuo wei xin xing lu se sheng wu zhi zi yuan ,ji pi mei tan qian wei de ji xie xing neng 、you yi de re wen ding xing 、duo yang de wu li hua xue diao kong xing 、liang hao de sheng wu xiang rong xing 、yi ji ke zai sheng xing deng you dian ,shou dao le lai zi xue shu jie he qi ye jie de an fan guan zhu ,bing wei rao CNFdu te de wu hua xing neng kai zhan le hu duo gong neng hua ying yong yan jiu ,han gai le zao zhi 、shi pin 、qi che 、hang kong hang tian 、neng yuan 、huan jing 、sheng wu yi yao deng zhong duo ling yu 。dan shi ,xian jie duan guan yu CNFcai liao de gong neng hua ying yong yan jiu zhu yao hai shi tong guo dui CNFcai liao na mi xiao ying de zhi jie ying yong (ru ji yu CNFde gao jiang zhi 、tou ming bao mo 、wei lv na lv mo 、qian wei su qi ning jiao deng )yi ji yu ji ta gong neng cai liao jian chan fu ge de fang shi ,hen shao you wen zhang cong cai liao jie gou gong cheng xue de jiao du ,shen ru tan jiu CNFji gong neng cai liao xing mao jie gou yu mu biao gong neng zhi jian de guan ji ,dao zhi le yi xie qing kuang xia cai liao zu fen de di xiao li yong yu xing neng de xian zhi 。ji yu shang shu qing kuang ,ben lun wen cong cai liao jie gou gong cheng xue de jiao du ,di chu le dui bu tong xing tai CNFji gong neng cai liao de wei guan jie gou jin hang diao kong yu she ji de duo chong fang fa ,bao gua jing dian you dao zi zu zhuang 、rong ji zheng fa you dao zi zu zhuang 、ding xiang leng dong bing mo ban fa yi ji biao mian gong neng hua diao kong deng ;ji tong tan jiu le CNFji gong neng cai liao mu biao gong neng yu xing mao jie gou zhi jian de guan ji ,bing jin yi bu tong guo dui CNFji gong neng cai liao de jie gou she ji yu you hua ,shi xian le cai liao xing neng de di sheng yi ji gong neng shang de chuang xin ,zhan shi le cai liao jie gou gong cheng she ji zai gou jian gao xing neng CNFji gong neng cai liao fang mian de ju da jia zhi he ying yong qian li 。zhu yao bao gua yi xia ji fang mian gong zuo :1.zhen dui chuan tong CNFdian ji cai liao zhong ge zu fen zai dian ji kong jian zhong sui ji dui ji dao zhi de dao dian ji (CB)jian jie mian dian zu da 、dian zi dian dao lv di de wen ti ,ji yu jing dian zi zu zhuang yuan li she ji bing zhi bei le yi chong CBzai CNFbiao mian gong xing xi fu xing cheng de yi wei fu ge dao dian na mi qian wei ,ji da de jiang di le CBke li jian de jie mian dian zu 。dian he zhuai yi dong li xue fen xi jie guo xian shi ,ji yu gai CB/CNFfu ge dao dian na mi qian wei zhi bei de gao fu zai (lin suan tie li you xiao fu zai liang ke da 60 mg/cm2)zi zhi cheng na mi zhi dian ji de li zi dian dao lv bi chuan tong ju pian er fu yi xi (PVDF)ji dian ji gao chu yi ge shu liang ji ,dian zi dian dao lv shi chuan tong PVDFji dian ji de 4bei yi shang ,wei gong ye hua hou dian ji de she ji he kai fa di gong le xin de fang fa he sai lu 。2.shou “ga fei huan ”xiao ying qi fa ,tong guo dui CNFjiao ti rong ye nong du 、liu bian xing de diao kong ,shi xian le CNFjiao ti rong ye zai shi wen xia de you xu zi zu zhuang ,bing jin yi bu jie shi le CNFrong ji zheng fa you dao zi zu zhuang de guo cheng he ji li ,shi de wo men neng gou dui er wei CNFbao mo de xing mao jie gou jin hang she ji yu diao kong 。jin yi bu tong guo jiang tu an hua de CNFbao mo yu ji ta gao fen zi ji cai fu ge ,wo men zhi bei de dao le yi ji lie ju you you yi ci ji xiang ying xing neng de shuang ceng jie gou ruan ti qu dong qi ,zhan shi le ji zai ruan ti ji qi ren ji ji ta fang sheng ji tong ling yu de ying yong qian li 。3.yi CNF/CNT(tan na mi guan )za hua qi ning jiao wei mo xing ,tong guo ding xiang leng dong bing mo ban fa dui qi ning jiao de san wei kong xi jie gou jin hang qu xiang diao kong ,jie ge biao mian shu shui chu li ,zhi bei de dao le ju you di qu she du kong xi jie gou de Janustai yang neng zheng fa qi ,neng gou zai gao da 12 wt%de yan rong ye zhong wen ding gong zuo 。ji yu Fickdi yi kuo san ding lv de fen xi jie guo biao mian di qu she du kong xi jie gou neng gou cu jin zheng fa jie mian chu yan li zi yu zhu ti rong ye zhi jian de nong cha kuo san su lv ,gai ji zhi de jie shi wei jie jue chang jiu yi lai yi zhi kun rao guang qu dong jie mian zheng fa guo cheng chang cheng wen ding xing de yan chen ji wen ti di gong le you xiao de jie jue fang an he li lun yi ju 。4.yi CNFyu shen wang lao /ju yi xi chun (PVA)shui xiang ying xing zhuang ji ju ge wu (CNF/PVA-SMPs)wei mo xing ,di chu le ji yu biao mian run shi xing diao kong yu tu an hua she ji shi xian shui xiang ying SMPsxiang ying hang wei de ke kong bian cheng xin ji zhi ,bing ji yu gai ji zhi shou ci zhi bei he zhan shi le ju you duo chong xing zhuang ji yi te xing de shui xiang ying xing zhuang ji yi ju ge wu ,wei xin xing duo gong neng shui xiang ying xing zhuang ji yi ju ge wu de she ji di gong le xin sai lu he li lun ji chu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自华南理工大学的况宇迪，发表于刊物华南理工大学2019-10-23论文，是一篇关于纤维素纳米纤维论文,结构设计论文,功能化论文,复合材料论文,纳米技术论文,华南理工大学2019-10-23论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自华南理工大学2019-10-23论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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