摘要:电子封装领域迫切需要具有树脂基体的高性能复合材料,因为它们具有低介电常数、出色的耐高温性、优异的耐腐蚀性、重量轻和易于成型等特点。在本文中,为了改变邻苯二甲腈的介电性能,制备了空心玻璃微球 (HGM) 填充的氟化邻苯二甲腈 (PBDP) 复合材料,其填料含量范围为 0 至 35.0 vol.%。扫描电子显微镜 (SEM) 观察表明改性 HGM 颗粒均匀分散在基质中。PBDP/27.5HGM-NH 2 复合材料在 12 GHz 时表现出 1.85 的低介电常数。含有硅烷化 HGM 填料的复合材料的 5% 热重温度 (T5) (481-486 ◦ C) 高于最低封装材料要求 (450 ◦ C)。此外,PBDP/HGM-NH 2 复合材料的耐热指数 (T HRI) 高达 268 ◦ C。PBDP/HGM-NH 2 复合材料的储能模量在 400 ◦ C 时显著增加至 1283 MPa,与 PBDP 邻苯二甲腈树脂 (857 MPa) 相比增加了 50%。本复合材料的优异介电性能和热性能可为电子封装和能源系统热管理的全面应用铺平道路。
本研究旨在制备基于聚醚酰亚胺 (PEI)-硅橡胶二元共混物的纳米复合材料,其中掺入了不同含量的纳米二氧化钛颗粒。纳米复合材料采用双螺杆挤出机通过熔融共混工艺制备。借助热重分析仪 (TGA) 和动态力学分析仪 (DMA) 研究了所开发的纳米复合材料的热性能。使用扫描电子显微镜 (SEM) 分析纳米复合材料的形态特性。通过万能试验机 (UTM) 评估了纳米复合材料的机械性能(拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率、冲击强度)。机械测试结果表明,在共混聚合物基质中添加 1 phr 纳米钛时,拉伸强度增加 35%,拉伸模量增加 3%,冲击强度增加 41%。含有 1 phr 纳米钛的纳米复合材料的热稳定性最高。 DMA 结果表明,在 50°C 下,与纯共混体系相比,含有 1 phr 纳米钛的纳米复合材料的储能模量增加了 69%。SEM 显微照片清楚地表明,与其他纳米复合材料相比,含有 1 phr 纳米钛的纳米复合材料具有最小的域尺寸。这可能是由于 1 phr 纳米钛在聚合物基质中均匀分散,随后与聚合物填料相互作用相当好。
本工作采用定向冷冻干燥技术制备具有定向多孔结构的三维高导电纤维素纳米纤维 (CNF)/Ti 3 C 2 T x MXene 气凝胶 (CTA),然后通过热退火 CTA、随后的真空辅助浸渍和固化方法制备热退火 CTA (TCTA)/环氧树脂纳米复合材料。结果表明,TCTA/环氧树脂纳米复合材料具有三维高导电网络,超低渗透阈值为 0.20 vol% Ti 3 C 2 T x 。当 Ti3C2Tx 的体积分数为 1.38vol% 时,TCTA/环氧纳米复合材料的电导率(σ)、电磁干扰屏蔽效果(EMI SE)和 SE 除以厚度(SE/d)值分别达到 1672 S m -1、74 dB 和 37 dB mm -1,与之前报道的相同填料含量的聚合物纳米复合材料相比几乎是最高值。此外,与不含 Ti3C2Tx 的样品相比,TCTA/环氧纳米复合材料的储能模量和耐热指数分别提高到 9792.5 MPa 和 310.7℃,提高了 62% 和 6.9℃,表现出优异的力学性能和热稳定性。所制备的轻质、易于加工、可成型的 TCTA/环氧纳米复合材料具有优异的 EMI SE 值、优异的机械性能和热稳定性,极大地拓宽了 MXene 基聚合物复合材料在 EMI 屏蔽领域的应用。
运输业是温室气体排放的重要来源,推动了向电动汽车的转变。然而,由于需要重型电池组,电动汽车的续航里程有限。减少这种重量的一种方法是通过多功能材料,例如层压结构电池 (SB),它将结构完整性与能量存储结合在一起。层压 SB 由嵌入多功能聚合物基质(称为结构电解质)的碳纤维组成。在这里,碳纤维提供结构支撑、充当电极和集电器,而结构电解质则实现离子传导和机械负载传递。本论文探讨了不同的结构电解质成分和加工条件如何影响多功能特性,重点是将它们集成到层压 SB 中。该研究证明了热引发聚合诱导相分离的有效性,可生产具有双连续聚合物-液体电解质(即结构电解质)的全电池层压 SB。这些电解质具有影响离子电导率和储能模量的多种形态,呈现出更安全、更环保的配方,并具有足够的结构电极性能。长期研究表明,结构电解质配方对结构电极性能有影响,以及在重复充电/放电下纤维基质粘附性会受到怎样的影响。最后,我们展示了一种最先进的 SB,在两个电极中都使用了纤维,实现了能量密度和机械性能之间的完美平衡。这项工作为 SB 技术的未来发展奠定了基础,确定了增强多功能性能的挑战和机遇。
摘要:细胞机械力转导在纤维化疾病进展过程中的成纤维细胞活化中起着核心作用,导致组织僵硬性增加和器官功能下降。虽然表观遗传学在疾病机械力转导中的作用已开始受到重视,但对于基质力学(尤其是机械输入的时机)如何调控成纤维细胞活化过程中的表观遗传学变化(例如DNA甲基化和染色质重组)仍知之甚少。在本研究中,我们设计了一个透明质酸水凝胶平台,其刚度和粘弹性可独立调节,以模拟正常(储能模量,G' ~ 0.5 kPa,损耗模量,G'' ~ 0.05 kPa)至纤维化程度逐渐加重(G' ~ 2.5 和 8 kPa,G'' ~ 0.05 kPa)的肺力学。随着基质硬度的增加,人肺成纤维细胞在1天内表现出心肌相关转录因子A (MRTF-A) 的扩散和核定位增加,并且这种趋势在较长的培养时间内保持稳定。然而,成纤维细胞的整体DNA甲基化和染色质组织表现出时间依赖性的变化。成纤维细胞最初在较硬的水凝胶上表现出DNA甲基化和染色质去浓缩增加,但随着培养时间的延长,这两项指标均有所下降。为了研究培养时间如何影响成纤维细胞核重塑对机械信号的响应性,我们设计了可进行原位二次交联的水凝胶,使其能够从模拟正常组织的柔顺基质过渡到类似于纤维化组织的较硬基质。当培养仅1天后开始硬化时,成纤维细胞迅速做出反应,并表现出DNA甲基化和染色质去浓缩增加,类似于静态较硬水凝胶上的成纤维细胞。相反,当成纤维细胞在第7天经历后期硬化时,DNA甲基化和染色质凝聚没有变化,表明诱导了持续的成纤维细胞表型。这些结果突显了成纤维细胞在动态机械扰动下活化时相关的时间依赖性核变化,并可能提供控制成纤维细胞活化的靶向机制。目录条目