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1.
石墨烯是一种具有六角型蜂巢状晶格的二维碳纳米材料,它由碳原子以sp2电子轨道杂化形成,它的高比表面积以及优良的力学、电学、光学和热学性能使它成为智能材料的基本构筑单元。利用具备特定功能的聚合物、小分子或者纳米粒子对石墨烯进行修饰或者杂化,得到具备相应刺激响应性能的石墨烯材料,与传统的刺激响应型高分子材料相比,它具备更佳的力学性能以及更好的环境稳定性,有望在致动器、传感器、自愈合材料、光热治疗以及可控药物输送等方面得到应用。本文简要概述了近年来利用对温度、pH、电、光以及有机分子等刺激响应的聚合物和小分子化合物对石墨烯进行修饰,并赋予其智能响应特性的方法以及相关应用研究,分析了现有智能响应石墨烯材料的不足,展望了其未来的应用前景以及发展方向。  相似文献   
2.
Chemo-mechanical coupling exists in a lot of intelligent materials including hy- drogels, biological tissues and other soft materials. These materials are able to respond to ex- ternal stimulus, such as temperature, chemical concentration, and pH value. In this paper, a one-dimensional theoretical model for chemo-mechanical coupling is proposed for analyzing the uniaxial stress/strain state of coupling materials. Based on the chemo-mechanical coupled gov- erning equation, the displacement function and concentration function are derived and the stress and chemical potential are obtained. It is shown that the present chemo-mechanical theory can characterize the chemo-mechanical coupling behavior of intelligent materials.  相似文献   
3.
熊兴泉  江云兵 《化学进展》2013,(6):999-1011
通过高效的反应精确合成功能分子已成为现代化学发展的趋势之一。基于呋喃/马来酰亚胺(MI)之间的Diels-Alder(D-A)反应作为一种高效的和高选择性的点击反应,克服了铜催化的叠氮/炔之间的1,3-偶极环化加成(CuAAC)反应中引起的金属污染等缺点,为生物医药载体、功能性材料的制备提供更可行的途径。同时,呋喃/MI之间的D-A反应具备原料易得、反应条件温和及易发生retro D-A(rD-A)反应等优点,在制备响应性材料领域备受关注。本文综述了近年基于呋喃/MI的可逆D-A反应在响应性聚合物合成、智能材料、生物分子及表面修饰等方面的应用,并展望了D-A反应的发展前景。  相似文献   
4.
卿鑫  吕久安  俞燕蕾 《高分子学报》2017,(11):1679-1705
交联液晶高分子兼具液晶的各向异性和高分子网络的弹性,并且具有优异的分子协同作用.在交联液晶高分子中引入光响应基团,例如偶氮苯后,即可赋予其光致形变性能,利用分子协同作用可以将光化学反应引起的分子结构变化放大为宏观形变,从而将光能直接转化成机械能.通过合理的分子结构和取向设计可以使液晶高分子产生诸如伸缩、弯曲、扭曲、振动等多种形式的光致形变,并用于各类光控柔性执行器件的构筑,在人工肌肉、微型机器人、微量液体操控等领域呈现出独特的优势和广阔的应用前景.本文总结和评述了光致形变液晶高分子的研究,包括材料结构对光致形变性能的影响、新型可加工光致形变材料的研究、利用可见光和近红外光触发形变的策略,以及光致形变液晶高分子微执行器在微量液体操控中的应用,最后展望了该领域的发展方向.  相似文献   
5.
Shape memory alloys(SMAs)have been explored as smart materials and used as dampers,actuator elements,and smart sensors.An important character of SMAs is its ability to recover all of its large deformations in mechanical loading-unloading cycles without showing permanent deformation.This paper presents a stress-induced phenomenological constitutive equation for SMAs,which can be used to describe the superelastic hysteresis loops and phase transformation between Martensite and Austenite.The Martensite fraction of SMAs is assumed to be dependent on deviatoric stress tensor.Therefore,phase transformation of SMAs is volume preserving during the phase transformation.The model is implemented in large deformation finite element code and cast in the updated Lagrangian scheme.In order to use the Cauchy stress and the linear strain in constitutive laws,a frame indifferent stress objective rate has to be used.In this paper,the Jaumann stress rate is used.Results of the numerical experiments conducted in this study show that the superelastic hysteresis loops arising with the phase transformation can be effectively captured.  相似文献   
6.
本文综述了刺激响应型聚合物刷的研究进展,阐述了刺激响应型聚合物刷的分类、与基体表面的连接方式以及常规制备方法,介绍了离子强度、温度、pH值、光、溶剂等刺激响应型聚合物刷及其研究现状,并对相应的刺激响应机理进行了探讨。此外,本文还综述了多重刺激响应型聚合物刷的制备设计思路及其刺激响应特性,概述了聚合物刷在响应外界刺激后对基体的弯曲作用以及利用该作用进行可控三维自组装,并对刺激响应型聚合物刷的应用前景进行了展望。  相似文献   
7.
《物理通报》2009,(7):17-17
据《生命科学》杂志报道,这个“机器蝙蝠”只有手掌大小,拥有形状记忆合金的节状四肢以及用智能材料制作的“肌肉”,由北卡罗来纳州立大学的研究人员研制.它是用于侦察或者收集其他信息的绝好的微型飞行器.它不足6g,感觉像羽毛一样轻.  相似文献   
8.
智能复合材料的应用与力学研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
介绍了智能材料和智 能复合材料的基本概念、主要类型以及智能材料的感知与驱动机理,重点介绍了智能复合材 料当前的应用情况,并简要阐述了智能复合材料领域当前研究的热点问题,介绍了该领域中 的多物理场耦合问题及CNT/SMP复合材料性能的研究现状,展望了智能复合材料的发展前景.  相似文献   
9.
高子伟  赵晓鹏 《化学学报》2004,62(4):418-423
用改进的Renard方法控制合成了6种不同交联度的水溶性β-环糊精聚合物.以3-羟基-2-萘甲酸为荧光探针,考察了聚合物交联度对形成超分子配合物的稳定性及荧光性质的影响,发现生成常数和相对荧光强度均随交联度的增长呈上升趋势,并发现其相对荧光强度的增量与对应的交联度存在线性关系.用β-环糊精聚合物及其与3-羟基-2-萘甲酸构筑的超分子配合物分别与二甲基硅油配制了电流变液,流变学性能测试发现这些聚合物电流变液均有很好的电流变活性,其中,单纯聚合物电流变液的屈服应力随交联度的增加呈上升趋势,而超分子配合物电流变液则表现出更高的电流变活性,但当交联度太大时,其屈服应力甚至低于对应的聚合物,并随交联度的增加呈先增加后降低的趋势;介电性能测试发现.交联度对电流变液介电常数和体积电导率的影响均出现了与电流变液效应相类似的趋势.  相似文献   
10.
梁板结构埋入压电片的深度和厚度优化研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
根据梁的弯曲变形理论,以及压电材料的压电效应,对压电复合材料梁结构的应变和应力状态进行了分析。推导了压电材料埋入梁结构时其埋入深度和压电材料本身厚度的优化目标函数。根据优化目标函数,绘制出了在给定的基体材料和压电材料弹性模量比之下,压电材料的驱动力矩随埋入深度和压电材料厚度变化的三维曲面和等高线图,直观地表示出了埋入型压电材料智能结构获得最佳驱动力矩的配置方案。同时也分析了结构和压电材料两者的弹性模量之比对其结果的影响。结果表明,压电材料对于结构的作动力矩与其埋入基体材料的深度、本身厚度以及基体材料和压电材料的弹性模量之比都有着密切的联系。同时将结果也推广到了压电板结构,此时压电材料和基体材料的泊松比时其结果也有一定的影响。  相似文献   
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