《仿生彈性體纖維的構築及其結構與性能研究》是依託北京航空航天大學，由劉全勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：仿生彈性體纖維的構築及其結構與性能研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：劉全勇
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自然界的創造力總是令人驚奇。道法自然，從自然界受到啟發，採用仿生學原理，設計、合成並製備新型仿生材料，是近年快速崛起和發展的研究領域。.天然蜘蛛絲是一種生物蛋白彈性體纖維，具有高比強度（約為鋼鐵的5倍）、優異彈性（約為芳綸的10倍）和堅韌性（斷裂能為纖維中最高），為自然界產生最好的結構和功能材料之一，它在航空航天、軍事、建築、醫學等領域表現出廣闊的套用前景。最近，受蜘蛛絲啟發，天然蜘蛛絲仿生材料的研究迎來了機遇，已取得重要進展，但仍存在一定局限性。.本項目採用仿生學原理，集成天然蜘蛛絲主鏈及微觀結構仿生、超分子作用仿生、多層次結構仿生、成絲過程仿生等理念，以聚氨酯彈性體為主體材料，與交聯丁腈橡膠納米粒子複合並引入鋅元素，構築天然蜘蛛絲仿生彈性體纖維，並探究材料特別是微觀結構與力學性能間的關係和規律。該纖維期望用於航空航天耐油密封及隔音降噪阻尼器件、電纜護套、太空衣裝、防彈衣、降落傘等。
結題摘要
蜘蛛絲是一種“具有獨特微結構和眾多引人注目功能”的天然生物彈性體纖維。依託該項目，我們希望通過直接模仿蜘蛛絲的紡絲過程，設計、製備出具有多尺度微結構的仿生彈性體纖維，並探討其纖維形成機理及其結構與性能間的關係。在綜述相關研究進展的基礎上，我們已成功製備了兩種具有多尺度微結構“超精細粉末丁腈橡膠/熱塑性聚氨酯（UFPNBR/TPU）”和“納米二氧化矽/熱塑性聚氨酯（nano-SiO2/TPU）”彈性體複合纖維，並具體探討了纖維形成過程中相關條件的影響，最終還推斷纖維的形成機理主要為一種“擴散-凝固-自組裝-微相分離”集成機理。圍繞該項目進行相關研究，已發表SCI論文4篇（綜述論文2篇、研究論文2篇），國際會議論文1篇，參著英文書1章節，申請國家發明專利1項。
