Thermal and mechanical properties and micro-mechanism of SiO2/epoxy nanodielectrics

In addition to electrical insulation properties, the thermal properties of nanodielectrics, such as glass transition temperature, thermal expansion coefficients, thermal conductivity, and mechanical properties, including Young's modulus, bulk modulus, and shear modulus, are also very important. This paper describes the molecular dynamics simulations of epoxy resin doped with SiO₂ nanoparticles and with SiO₂ nanoparticles that have been surface grafted with hexamethyldisilazane (HMDS) at 10% and 20% grafting rates. The results show that surface grafting can improve certain thermal and mechanical properties of the system. Our analysis indicates that the improved thermal performance occurs because the formation of thermal chains becomes easier after the surface grafting treatment. The improved mechanical properties originate from two causes. First, doping with SiO₂ nanoparticles inhibits the degree of movement of molecular chains in the system. Second, the surface grafting treatment weakens the molecular repulsion between SiO₂ and epoxy resin, and the van der Waals excluded region becomes thinner. Thus, the compatibility between SiO₂ nanoparticles and polymers is improved by the grafting treatment. The analysis method and conclusions in this paper provide guidance and reference for the future studies of the thermal and mechanical properties of nanodielectrics.     

超分子聚合物凝胶

作为非常重要的软物质材料,超分子聚合物凝胶代表了一个全新的概念和更复杂的凝胶体系.这种新型的超分子体系的构建,是基于多种非共价相互作用协同的多层次组装.即小分子构筑基元首先组装成为超分子聚合物,而这些非共价聚合物的多层次组装形成凝胶的纳米结构.超分子聚合物凝胶无论是在结构上,还是在性能上都具有很多崭新的特点.因此,尽管有关超分子聚合物凝胶的研究开展的时间还很短,这一体系所表现出的独特性以及巨大潜力已经引起科学家们越来越广泛的关注.本文简要综述了这一领域的最新进展.主要论述基于多种非共价相互作用的超分子聚合物凝胶的构建以及对其力学性能的调控.     

一种具有普适性的小分子有机胶凝剂：利用掺杂的方法制备各种有机或无机材料的有机凝胶

摘要近年来,关于低分子量有机凝胶在软物质材料制备领域的研究兴趣激增．尽管胶凝剂分子已经从偶然发现发展到现在的有目标的设计,但是这些胶凝剂分子仍然需要很好的设计和复杂冗长的合成路线．这里,我们发展了一种简单普适性的方法,可以将几乎所有的有机物分子和可溶性的纳米粒子等,都不需要修饰就可以制备成有机凝胶．前面我们合成了一个超级胶凝剂分子,它可以凝胶化超过40种有机溶剂,     

利用电流、电压传感器实现对太阳能电池伏安特性实验中数据的实时测量

利用电流、电压传感器和相应数据采集软件,对传统的"太阳能电池伏安特性测量"实验进行了数字化改进。利用改进后的实验装置,可以实现太阳能电池输出电流和电压的动态实时采集。利用改进后的实验装置,测量了不同光照条件下的太阳能电池的伏安特性曲线,并计算得到了输出功率特性曲线。同时,还利用改进后的装置考察了光致热效应对光伏组件输出特性的影响。     

高速飞行器红外罩热力失效机制

红外罩材料包括红外罩增透保护膜和基底材料,是高速导弹结构–功能一体化的关键部件,应用极为广泛.但是,红外罩材料通常工作于恶劣的外界环境下,处于复杂的热力混合作用状态,可能导致窗口失效,因此对红外罩材料热力响应和失效的研究具有重要的科学研究价值和工程实际意义.本文针对高速飞行器环境下红外罩材料的气动热力失效机制,从典型材料的特性及制备、气动热力响应机理及分析、红外罩材料的结构性和功能性失效等方面总结相关学者的研究成果,并对今后的发展趋势进行展望.     

高速飞行器红外罩热力失效机制

正红外罩材料包括红外罩增透保护膜和基底材料,是高速导弹结构-功能一体化的关键部件,应用极为广泛,但是,红外罩材料通常工作于恶劣的外界环境下,处于复杂的热力混合作用状态,可能导致窗口失效,因此对红外罩材料热力响应和失效的研究具有重要的科学研究价值和工程实际意义,本文主要针对高速飞行器环境下红外罩材料的气动热力失效机制研究进行综述,从典型材料的特性及制备、气动热力相应机理及分析、红外罩材料的结构性和功能性失效     

基于聚类算法的提升管内颗粒聚团演化行为研究

本文基于K-means聚类算法对提升管内瞬时颗粒分布图进行图像分割,捕捉颗粒聚团的内部结构及演化过程,并结合聚团区域灰度直方图和分布图研究了有核聚团、颗粒云团以及提升管不同区域聚团演化特性.研究发现当固含率较高时,聚团内部形成致密的核心,且这些聚团相对比较稳定,它们由聚团核心及其周围的颗粒云组成,而在固含率较低时,聚团...     

溶剂和分子结构对席夫碱分子在有机凝胶中的荧光增强和超分子手性的影响

研究了在有机胶凝剂中掺杂的席夫碱化合物的结构和性质. 实验发现, 虽然席夫碱分子单独不能在有机溶剂中形成凝胶, 当其与一种胶凝剂N,N’-双十八烷基-L-Boc-谷氨酸混合时, 它们在二甲基亚砜或甲苯中形成透明的有机凝胶. 与相应的溶液相比, 观察到在有机凝胶中的荧光增强现象, 并且这一增强与席夫碱的结构有密切关系. 在二甲基亚砜的有机凝胶中, 观察到带有长烷基链的席夫碱具有诱导手性. 表明通过凝胶的形成, 胶凝剂的手性能传递到带有长链的席夫碱上.     

酪氨酸衍生物调控酶催化路径可控合成功能黑色素

利用酶催化自组装将生物小分子构筑成具有独特功能的生物大分子聚合物是制备功能生物材料极具前景的新策略,然而其挑战在于如何在底物层面调控生物大分子的结构和功能.以从酪氨酸构筑黑色素为例,通过底物结构的简单衍生化,实现了对酶催化自组装过程中关键聚合位点的控制,得到一系列尺寸、形貌各异的黑色素产物.进一步表征了各黑色素产物的光热转换性能,在细胞层次验证了结构修饰的黑色素用于光热材料的潜力.揭示了通过改变底物核心基团周边化学结构调控酶催化路径,进一步调控黑色素产物性质及功能的可行性,为构筑新型功能黑色素材料提供了新思路,同时对揭示生物大分子结构与生物功能的关系提供了有益启示.