隨著人類對自然界生物認識的不斷深入以及科學發(fā)展對材料功能需求的增加,各種材料均向著多級、復合的方向發(fā)展。受生物材料多級結(jié)構(gòu)及構(gòu)效關(guān)系的啟發(fā),一系列人工合成材料被開發(fā)。性能方面通常繼承天然材料的高強度、高韌性、光學活性以及復雜的界面作用等,使其在很多領(lǐng)域包括生物醫(yī)學、生物、化學傳感、能源儲存等都有重要的應用。其中一維多級結(jié)構(gòu)材料因高長徑比、電子和離子傳輸速率高成為材料界的研究熱點。深入研究多級結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑方法、構(gòu)筑過程、形成機理以及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系有助于拓展多級結(jié)構(gòu)材料的定向構(gòu)筑、拓展應用范圍。本文工作分三部分,具體內(nèi)容如下:一、提出利用超分子組裝體做為電紡液,通過靜電紡絲技術(shù),獲得具有特定功能的一維多級結(jié)構(gòu)復合材料的思路。我們選擇性能迥異但卻互補的兩種結(jié)構(gòu)基元,強韌的碳納米管(CNT)、剛性的負電性晶態(tài)納米纖維素(CNC)以及正電性的聚集誘導發(fā)光分子(AIE)。在聚乙烯醇(PVA)水溶液中利用靜電紡絲技術(shù)得到強韌、輕質(zhì)的多級結(jié)構(gòu)納米復合纖維。相較于純的PVP電紡纖維,復合纖維在韌性、拉伸強度、斷裂伸長率以及楊氏模量上均有明顯提高,增幅分別為308%、106%、104%和35%。其中,CN...

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 多級結(jié)構(gòu)材料
        1.1.1 多級結(jié)構(gòu)材料簡介
        1.1.2 多級結(jié)構(gòu)材料分類及特征
    1.2 靜電紡絲法制備多級結(jié)構(gòu)材料
        1.2.1 靜電紡絲技術(shù)簡介
        1.2.2 靜電紡絲纖維的結(jié)構(gòu)多級性
            1.2.2.1 單根纖維的多級結(jié)構(gòu)
            1.2.2.2 纖維集的多級結(jié)構(gòu)
        1.2.3 靜電紡絲多級結(jié)構(gòu)材料的應用
    1.3 一維復合材料
        1.3.1 一維復合材料的合成方法
            1.3.1.1 模板法
            1.3.1.2 液相法
            1.3.1.3 氣相法
            1.3.1.4 靜電紡絲法
        1.3.2 一維復合材料的應用
    1.4 選題目的、意義及研究內(nèi)容
        1.4.1 選題目的和意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第2章 強韌CNT-AIE-CNC/PVA復合納米纖維的構(gòu)筑
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 原料與試劑
        2.2.2 基本表征
        2.2.3 材料的制備
            2.2.3.1 CNC的制備
            2.2.3.2 AIE的制備
            2.2.3.3 CNT-AIE組裝體的制備
            2.2.3.4 CNT-AIE-CNC組裝體的制備
            2.2.3.5 CNT-AIE-CNC/PVA復合納米纖維的制備
        2.2.4 材料性能表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 CNT-AIE-CNC組裝體的形成過程
        2.3.2 CNT-AIE-CNC/PVA復合纖維的形貌表征
        2.3.3 CNT-AIE-CNC/PVA復合纖維的機械性質(zhì)研究
        2.3.4 CNT-AIE-CNC/PVA復合纖維膜的化學傳感性質(zhì)研究
    2.4 本章小結(jié)
第3章 強韌MMT-PCNC/PVA復合納米纖維的構(gòu)筑
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 原料與試劑
        3.2.2 基本表征
        3.2.3 材料的制備
            3.2.3.1 PCNC的制備
            3.2.3.2 MMT懸浮液的制備
            3.2.3.3 MMT-PCNC組裝體的制備
            3.2.3.4 MMT-PCNC/PVA復合納米纖維的制備
            3.2.3.5 MMT-PCNC/PVA復合納米纖維膜的交聯(lián)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 MMT-PCNC組裝體的形成過程
        3.3.2 MMT-PCNC/PVA復合纖維的形貌表征
        3.3.3 MMT-PCNC/PVA復合纖維的機械性質(zhì)研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 多殼層電紡中空纖維的形成機理研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 原料與試劑
        4.2.2 基本表征
        4.2.3 材料的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 TiO₂-V_xO_y多殼層中空管結(jié)構(gòu)形成過程追蹤
        4.3.2 TiO₂-V_xO_y多殼層中空管結(jié)構(gòu)形成機理研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
作者簡介及科研成果
致謝



本文編號：3740894