设为首页 | 加入收藏
 
当前位置->研究方向
 

 

纳米蛛网:

     科研人员一般把直径在100-500纳米之间的亚微米纤维视作纳米纤维,但纳米效应最显著的部分是尺寸小于20纳米的材料。目前通过静电纺技术还无法大量获得直径小于20纳米的纤维。本课题利用改良的静电纺技术大量制备以普通静电纺超细纤维为支架的、具有类似于蜘蛛网结构的二维网状纳米纤维材料,我们称之为纳米蛛网,网中纤维的平均直径为16纳米,孔径在20-100纳米之间,且以稳定的六边形结构存在,遵循自然界的Steiner最小树规律。该纳米蛛网可应用于超精细过滤、高效拦截并杀灭强传染性病毒和细菌。此外纳米蛛网还具有比表面积大、吸附性好和机械性稳定等优点,使其在催化、信息、能源、环境、生物医学等领域也有着巨大的应用前景。

 

精脱硫纳米颗粒催化剂:


      随着工业化进程的不断加深,空气中含硫气体(H2S,SO2,CS2,CH3SH等)的排放量日益增加,由此造成的环境污染和对人体的危害日益严重。我们课题组研发的精脱硫纳米颗粒催化剂具有工艺简单,成本低等特点,能够在常温条件下将H2S,CH3SH等低价态的含硫气体迅速氧化成单质硫;将SO2气体氧化成SO3,回收得到硫酸;并能在300℃将CO和CxHy等气体转化成CO2和H2O。该催化剂可广泛地用于城市污水处理厂、天然气厂、粘胶厂、废水厂、矿山开采厂、化工厂、汽车进气口和尾气管等含硫气体的场所,将含硫气体排放量降到最低,从而有效的保护环境。

 

仿生超疏水纳米纤维材料:


  
   莲叶“出淤泥而不染”的自我清洁现象(莲叶效应)为科技工作者提供了非常好的仿生研究对象。当水滴与固体表面的接触角大于150度时,该表面被称为超疏水表面。具有超疏水特性的物体在实际生活中有着广泛的应用,如超疏水的船体底部能够抵抗微生物繁殖并减小航行阻力,人的衣物和建筑物的屋顶能够实现自我清洁。因此,研究具有超疏水性能的材料有着非常重要的学术理论意义和实际应用价值。大量研究表明固体表面的疏水性能主要与其表面的几何形状和化学组成有关。微米结构与纳米结构相结合的阶层结构能极大的增加固体表面的粗糙度。而含有氟、氯以及长碳链的低表面能物质,也被证明可以提高固体表面的疏水性。因此,在固体表面制备具有低表面能且高粗糙度的结构是制造超疏水材料的关键。本课题组将结合静电纺丝和其他表面修饰技术制造出具有较高机械强度的仿生超疏水无机/有机纳米纤维薄膜。

 

生物传感器:


  
    生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件,能将生物反应所引起的化学、物理变化变换成电信号、光信号等,具有特异、敏感、快速、便携以及操作简便等优点。众所周知,灵敏度是衡量生物传感器传感效果的最重要的指标之一,而灵敏度的高低取决于传感材料的比表面积。本研究以溶液静电纺丝技术为基础,通过优化静电纺丝的条件,研究制备出具有超高比表面积的三维立体纳米多孔纤维膜。以QCM作为研究平台,将纤维传感膜有效地固定在QCM电极表面,从而极大提高其灵敏度并达到一个新的检测极限。

 

VOC传感器:


       
苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷等有机挥发性溶剂的毒性对环境和人类健康都非常有害。由于现行严格的环境标准和世界许多国家VOC检测规则的确立,VOC检测已成为当今世界一个重要的课题。虽然现有的检测方法(如气相色谱分析、红外光谱分析等)具有相当高的灵敏度,但成本较高且不能对气体进行实时检测。Sauerbrey率先认识到QCM的潜在用途并证明这种压电装置对电极表面质量变化非常灵敏。而且,QCM电极表面涂覆感应薄膜能提高其对VOC的检测灵敏性和选择性。本研究的主要内容是通过静电纺丝技术在QCM电极表面固定高比表面纳米纤维传感膜,从而提高QCM传感器对VOC的灵敏度和检测极限。

 

纳米多孔纤维材料:


      传统的纺丝技术如熔融纺丝、湿法和干法纺丝能够得到直径在微米范围内的纤维材料。如果纤维直径从微米降到纳米范围内,纤维的表面功能性质如比表面积等将发生巨大变化。纳米多孔纤维材料兼具纳米纤维和多孔纤维二者的优点,不仅具有超高比表面积而且质轻。纳米多孔纤维材料这些独特的优越性能展现出其广阔的应用前景,目前已广泛应用在过滤膜、反应催化剂载体、超高灵敏度生物传感器、生物组织工程、染料敏化太阳能电池等领域。本研究的主要内容是探讨纳米多孔纤维的成孔机理并研究纳米多孔纤维的实际应用。



碳纳米纤维:


     碳纳米纤维是近几年来兴起的一种新型的具有较高比表面积的增强材料。作为一种一维结构的纳米材料,碳纳米纤维不仅具有传统碳纤维的低密度、高比模量、高比强度、高导电性等特点,同时由于其特殊的纳米尺度结构,它还具有缺陷数量少、直径小、比表面积大、结构致密等优点。因此,它可望应用于催化剂载体、锂离子二次电池阳极材料、双电层电容器电极、高效吸附剂、分离剂、高温过滤材料、场电子发射材料、结构增强材料、微波吸收材料和电磁屏蔽材料等领域。介于碳纳米纤维的微观结构对其性能具有重要的影响,本研究将在第三代同步辐射光源(SR)和超CT装置上,原位研究碳纳米纤维制备过程中微观结构调控与性能的关系。

 

高性能芳纶纤维:


     高性能芳纶纤维是国家安全和经济建设中不可或缺的重要战略物资,如导弹、发动机壳体、武装飞机、航母、潜艇、舱外宇航服、装甲、大飞机、汽车减重、高速列车、海洋开发、风能发电、光纤增强等都离不开芳纶纤维。本研究针对高性能芳纶纤维制备过程中的关键科学问题—复杂外场中刚性链凝聚态结构和微缺陷的形成机制、演变规律与调控,建立同步辐射等具有高时空分辨率的多级微观结构研究平台和分子模拟计算等快速非平衡过程的微观结构研究方法,揭示复杂外场下其形成机制及演变规律,为调控芳纶纤维多级凝聚态结构和微缺陷提供理论基础。

 

 

 

 

 

 

 

 

Copyright©2008 东华大学现代纺织研究院纳米材料研究中心   E-mail:binding@dhu.edu.cn 
中国上海市长宁区延安西路1882号 TEL:86-21-62378202 FAX:86-21-62378202

free counters