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顾军渭,西北工业大学教授,国家级领军人才、陕西省杰出青年科学基金获得者、 “导热高分子复合材料”陕西省科技创新团队带头人。顾教授主要从事功能高分子复合材料和纤维增强先进树脂基复合材料的设计制备及成型加工研究。
本次内容,易丝帮梳理了顾教授团队近3个月发表的5篇创新成果,供大家了解学习。
1、Advanced Materials ( IF 27.4 ):类似绣球花CoNi@BN/PDMS复合材料,具有优异的低频微波吸收和高导热性
➣挑战:为了实现低频微波吸收和散热,基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的微波吸收复合材料与基于PDMS的导热复合材料堆叠在一起。然而,这种方法需要相当大的空间,无法满足电子设备小型化和薄型化的发展需求。
➣方法:西北工业大学顾军渭教授、郭永强副教授,采用喷雾干燥-烧结工艺将链状 CoNi 和片状氮化硼 (BN) 组装成类似绣球的 CoNi@BN 异质结构填料。然后将这些填料与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合,开发CoNi@BN/PDMS 复合材料,该复合材料集成了低频微波吸收和导热性。
➣创新点1:这些复合材料在4.4毫米的厚度下实现了−49.9 dB的最小反射损耗和2.40 GHz(3.92-6.32 GHz)的低频有效吸收带宽,完全覆盖5G通信的n79频段(4.4-5.0 GHz)。
➣创新点2:同时,CoNi@BN/PDMS复合材料的面内导热系数(λ||)为7.31Wm-1K-1,约为λ||(0.64Wm-1K-1)的11.4倍。
https://doi.org/10.1002/adma.202410186
2、SusMat ( IF 18.7 ):PBO纳米纤维的制备、应用及前景
➣背景:聚对苯撑苯并二噁唑纳米纤维(PNF)是目前已知聚合物纳米纤维中耐热性能最佳、阻燃性能最优以及拉伸强度最高的一种先进纳米纤维。此外,PNF由于局部的分子链取向和规整结构展现出比常规聚合物纳米纤维更佳的导热性能,备受研究者的关注和青睐。
➣主要内容:西北工业大学顾军渭教授和重庆师范大学刘曦教授等人总结了 PNFs 的最新研究进展,详细介绍了三种制备方法(静电纺丝、机械解离和质子化)及其各自的优缺点。还阐明了 PNFs 在阻燃、导热、电绝缘、电磁屏蔽和电池隔膜等应用中的发展现状,并讨论了 PNFs 面临的挑战和前景。
https://doi.org/10.1002/sus2.245
3、Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ):具有电磁干扰屏蔽功能的玻璃纤维织物,用于热管理和消息加密
➣挑战:尽管纤维增强复合材料在EMI屏蔽领域已经取得了长足的进步,但是目前的树脂封装材料只起到结构属性,应用前景受到严重限制。
➣方法:西北工业大学顾军渭教授和中北大学梁超博副教授合作,制备了一种基于多重氢键作用的超分子固-固相变聚乙二醇(ScPEG)涂层,并被用于封装银纳米线(AgNWs)修饰的玻璃纤维织物(A-GFF)。
➣创新点1:经ScPEG封装的A-GFF可以实现高达206 MPa的拉伸强度,以及40到72 dB的可调谐EMI屏蔽效能。ScPEG封装的A-GFF熔化焓和结晶焓分别为62.9 J g-1和52.2 J g-1,具备良好的潜热存储和释放能力。
➣创新点2:ScPEG封装的A-GFF还具备突出的焦耳热效应,可以实现热量的快速补充。特别地,ScPEG封装的A-GFF层合板通过特殊的阵列控制,可以实现高达29种信息组合,同时在特定的温度窗口下可以实现信息的加密与释放
https://doi.org/10.1002/adfm.202409146
4、Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ):机械坚固且隔热的纳米纤维弹性体,用于疏水、耐腐蚀、柔性多功能电磁波吸收器
➣挑战:电磁波吸收材料 (EMWAM) 的多功能化为其在复杂场景中的应用提供了一条广阔的道路。然而,将多种补充功能有效地集成到 EMWAM 中仍然是一个重大挑战。
➣方法:西北工业大学顾军渭教授&贵州大学祁小四教授合作,设计并合成了一种新型纳米纤维弹性体 (NFE),其中包含多组分无机碳纳米纤维 (NFs) 和有机组分 (Ecoflex)。
➣创新点1:优化后的FeS2/S,N共掺杂碳纳米管NFs/Ecoflex NFE不仅具有良好的阻抗匹配特性,而且具有提高的导电损耗和极化损耗能力。
➣创新点2:设计的NFE在薄匹配厚度(≈2.00 mm)下实现了7.40 GHz的超宽有效吸收带宽(EAB)和- 21.82 dB的最小反射损耗(RLmin)。此外,FeS2/S,N 共掺杂碳 NFs/Ecoflex NFE 同时表现出大大改善的机械性能、隔热性、疏水性和耐腐蚀性。
https://doi.org/10.1002/adfm.202419266
5、Advanced Science ( IF 14.3 ):高导热柔性液晶环氧树脂,具有可重构、形状记忆、光热和闭环回收性能
➣挑战:热固性环氧树脂导热系数低、韧性差、不可再加工性严重制约了其在柔性电子领域的应用和可持续发展。
➣方法:西北工业大学顾军渭教授&张军亮副教授,将液晶环氧(LCE)与动态共价键(酯键和二硫键)引入到通用双酚A型环氧树脂(E-51)固化网络中,制备了具有可再加工和回收性的柔性高本征导热液晶环氧(LCER)类玻璃高分子。
➣创新点1:当LCE与E-51的比例为75 mol%:25 mol%时,LCER兼具出色的导热性能和机械性能,其面内导热系数为1.27 W m-1 K-1,超过E-51(0.61 W m-1 K-1)的两倍;拉伸强度和韧性分别提高到14.1 MPa和20.1 MJ/m3,是E-51的2.88和2.45倍。
➣创新点2: LCER中0.5 wt%碳纳米管(CNTs)的加入,使其具有稳定的光热转换性能,并能在808 nm的近红外光下实现可控“开”和“关”切换。
➣创新点3:同时,CNTs/LCER 类玻璃高分子在近红外光下能够实现精准光致驱动、形状记忆、局部自修复和自焊接,并可以实现闭环回收和快速降解。
https://doi.org/10.1002/advs.202410362
人物简介
主要从事功能高分子复合材料和纤维增强先进树脂基复合材料的设计制备及成型加工研究。以第一/第二完成人获陕西省自然科学奖二等奖、教育部技术发明奖二等奖等省部级科研奖励4项。获国际聚合物加工学会Morand Lambla Award(每届全球1名)、中国复合材料学会青年科学家奖、中国化学会高分子创新论文奖(2次)、高分子成型加工及其产业发展“新锐创新奖”等。主持国家自然科学基金联合基金重点项目等省部级及以上项目20余项。以第一和/或通讯作者在Angew Chem Int Ed, Adv Mater和Macromolecules等期刊发表学术论文160余篇。主/参编英文专著4部。授权国家发明专利34件。任Compos Sci Technol、Nano-Micro Lett、中国塑料等多个期刊副主编、编委。
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