材料學系列講座

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77779193永利官网2025年第14期研究生學術論壇

作者:馬花 發布日期:2025-06-10 浏覽:

2025年6月5日,77779193永利官网成功舉辦了2025年第14期研究生學術論壇。本次論壇由王雯雯和王桦兩位老師擔任主持,來自23級研究生田亞楠、馬花和王敬賢三位同學分别展示了納米纖維基絕緣材料、生物醫用凝膠及蜂窩結構材料領域的前沿研究成果。

馬花同學以《熱緻液晶聚芳酯納米纖維膜結構優化對其電氣性能的影響》為題進行彙報。通過熔融紡絲-原位裂解耦合熱壓工藝,成功制備出厚度僅30μm的熱緻液晶聚芳酯(PAR)納米纖維膜。該材料突破傳統芳綸絕緣紙的技術瓶頸,實現三大性能飛躍:第一,在電氣性能方面,在210℃熱壓優化下,擊穿強度達71.46 kV/mm,較商業芳綸紙(20.33 kV/mm)提升252%;第二,在極端環境耐受性方面,經250℃高溫老化24小時後,擊穿強度保持在17.73 kV/mm(商業品降至11.32 kV/mm),紫外輻照48小時後強度達25.19 kV/mm(商業品僅14.8 kV/mm);第三,在機械穩定性方面,雙向折疊100次後強度為15.86 kV/mm,是商業芳綸紙(7.75 kV/mm)的2倍以上。該研究通過調控納米纖維孔隙結構與界面結合(SEM/AFM驗證),解決了高集成電氣設備在高溫、強輻照及機械應力下的絕緣防護難題。

王敬賢同學以《熱緻液晶聚芳酯納米纖維蜂窩的成型工藝與性能調控研究》為題進行彙報。針對傳統芳綸蜂窩制備工藝複雜、節點結合差等核心難題,創新性開發熔融紡絲-濕法剝離-模闆熱焊接三聯工藝,通過熱塑性分子鍊的可逆熔融機制實現纖維網絡一體化成型(熱壓溫度160℃),成功制備PAR納米纖維蜂窩。該材料突破性實現壓縮強度164 MPa(達商業芳綸蜂窩3.9 MPa的41倍),微觀結構表征(SEM)顯示深度纖維搭接與一體化節點特征,Micro-CT證實結構連貫性(孔隙率<3%)與均勻應力分布(有限元仿真顯示無局部應力集中)。經人體/車輛碾壓測試保持幾何完整性,250℃熱老化及UV輻照後強度保持率超85%;基于閉環回收特性實現材料再生利用(循環3次強度衰減<8%),為航空航天輕量化結構材料提供兼具超強力學、環境耐受與綠色可持續的創新解決方案。

田亞楠同學以《納米纖維增強的透明質酸/絲素共混水凝膠的制備及其性能研究》為題進行彙報。針對透明質酸基水凝膠力學性能不足、功能單一的核心問題,創新性采用物理交聯凍融法構建絲素納米纖維(SNF)增強HA/SF複合體系,通過二次凍融工藝誘導絲素蛋白形成β-折疊結構(占比38.7%),在10%絲素添加量下實現儲能模量(G')提升3倍至12.4 kPa;進一步摻入50% SNF後壓縮強度達原始凝膠4.2倍(SEM顯示孔徑由15μm縮小至3μm),并賦予材料獨特的多孔海綿-凝膠雙态特性(臨界屈服應力8.7 MPa)。該材料兼具可注射性(通過27G針頭)、長效穩定性(PBS浸泡7天失水率<15%)及優異生物相容性(HUVECs細胞培養5天存活率95.7%),實驗證實其能有效促進血管内皮細胞鋪展(細胞僞足延伸長度達47.3±6.2μm),在可注射組織填充物、創傷修複支架及柔性生物電子領域展現出重大應用潛力。

本次論壇聚焦納米纖維基功能材料的前沿創新,涵蓋絕緣、生物醫用、結構增強三大方向,三份研究均體現“結構-性能-應用”一體化設計理念,彰顯學院在綠色材料制備、性能調控及工程應用領域的交叉創新能力,為培養高層次材料人才提供重要實踐平台。

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