《複合電紡法製備多級結構微納米纖維及其力學性質研究》是依託北京航空航天大學，由王女擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複合電紡法製備多級結構微納米纖維及其力學性質研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：王女
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
一維納米纖維由於其獨特的性質和功能，一直是國內外的研究熱點，如何通過簡單的方法構築具有特殊結構的微納米纖維更是科學工作者追逐的目標。自然界的生物經過數億年的進化，形成近乎完美和獨特的結構，同時擁有優異的功能。本課題在前期成功製備多通道纖維的基礎上，將進一步發展複合電紡技術，結合生物體獨特的內部結構，設計構築具有多級結構的纖維材料。相比傳統的纖維材料，這種新型的複合材料將具有更大的比表面積，更輕的質量以及更優異的性能。本課題將重點研究纖維內部結構對其力學拉伸性質的影響，探索單根纖維拉伸性質的研究方法以及多尺度微納米纖維內部結構與性能的關係。該項目將為複雜結構纖維材料的可控制備提供一個簡單的方法，同時，關於複雜結構纖維力學性能的研究對輕質高強纖維材料的理論研究及其實際套用具有重要的意義。
結題摘要
由於一維微納米纖維材料具有獨特的性質和功能，如輕質高強纖維在航空航天、國防、材料工程等領域具有重要的套用價值，因此通過簡單的方法構築結構可控的微納米纖維是近年來的研究熱點之一。近年來，靜電紡絲技術發展迅速，其顯著的簡易性、易操作性、普適性和多功能性，為我們製備具有特殊微納米結構的一維材料提供了一個有效的手段。本課題的研究目的是主要通過靜電紡絲的方法，製備具有多級結構的微納米纖維，並探索其微納米結構對力學性能的影響。本課題所涉及的複合纖維力學性能的研究，既具有創新性，又具有重要的科學意義和套用前景，有望在輕質高強材料上得到套用。雖然電紡纖維套用十分廣泛，但其機械性能卻不是很理想，這就嚴重限制了纖維的進一步套用。所以如何提高電紡纖維的力學性能以及了解纖維的力學性能變化規律顯得尤為重要。本課題的研究內容就是如何提高電紡纖維的力學性能並且探討一維纖維材料的力學性能變化規律。基於此，本課題的研究目的就是在深入了解材料複合原理和機制後，致力於探究纖維的組成、結構對纖維力學增強的影響，並進一步研究組成、結構、力學性能三者的關係。在具體的研究過程中，通過靜電紡絲法製備了多組分複合纖維，並對其組成和力學性質關係進行研究；利用電紡技術構築了核殼結構、多層結構的纖維膜，研究了內外部結構對纖維膜力學性質的影響；進一步，我們利用對取向的纖維膜進行加捻，得到了加捻螺旋結構纖維，探討了由螺旋圈和納米纖維所共同構成的微米尺度結構和納米尺度結構對纖維力學拉伸性能的影響；此外，我們還研究了綠色植物複合纖維的力學增強性質。本項目的研究為複雜結構纖維材料的可控制備提供一個簡單的方法，同時，關於複雜結構纖維力學性能的研究對高性能纖維材料的理論研究及其實際套用具有重要的意義。
