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2019年(代表性文章)
07 2019 . 05
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1.  Li Zhu, Xin Zhou, Yuhang Liu, and Qiang Fu*, Highly Sensitive, Ultra-Stretchable Strain Sensors Prepared by Pumping Hybrid Fillers of Carbon Nanotubes /Cellulose Nanocryst...
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通过同轴纺丝制备得到芳纶纳米纤维包裹石墨烯的纤维
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    更新日期: 2020 - May - 20
    通过同轴纺丝制备得到芳纶纳米纤维包裹石墨烯的纤维 Fabrication ofaramid nanofiber-wrapped graphene fibers by coaxial spinningXiang Zhang, Anping Wang, Xiaoyao Zhou, Feng Chen *,Qiang Fu * 柔性高导电纤维由于易于大量生产并且可以直接编织到服装中,是可穿戴电子系统的重要组件之一,在智能服饰和柔性电子设备等领域具有广阔的运用前景。通过大片层氧化石墨烯(GO)的湿法纺丝并进一步还原将其转化为导电性能优异的石墨烯纤维是制备高导电纤维的有效途径之一。然而石墨烯纤维存在的问题也是显而易见的:一是力学性能尤其是柔韧性较差,在实际运用中面临巨大困难;二是裸露的导电层存在容易短路的风险。另一种被广泛采用的策略是通过同轴纺丝制备具有芯鞘结构的石墨烯纤维,石墨烯纤维被柔韧性优异的聚合物包裹在核心层,从而制备出内层导电外层绝缘的柔性导线。目前关于通过GO与聚合物的同轴共纺制备芯鞘石墨烯纤维的报道非常有限,并且都采用化学还原的方式对GO进行还原。然而,聚合物护套的包裹导致内层GO难以实现充分还原并在化学还原过程中会严重损害外层聚合物鞘的力学性能。在此,具有极佳热稳定性和优异机械性能的芳纶纳米纤维(ANF)可以作为传统聚合物鞘层的绝佳替代品,由于ANF能承受200℃以上的高温,从而可以实现通过热还原的方式将内层GO进行还原。并进一步引入石墨烯纳米片( GNPs )来补偿由于GO还原不足而导致的石墨烯优异电导率的损失。得益于ANF和石墨烯的优异特性的结合,该同轴纤维不仅展现出超高导电率(高达~15000 S/m),而且还实现了机械性能的显着提高(与单独的石墨烯纤维相比几乎提高了80%的拉伸强度和700%的断裂伸长率)。简而言之,我们已经通过同轴湿法纺丝...
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  • 20 2020 - 05
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    通过同轴纺丝制备得到芳纶纳米纤维包裹石墨烯的纤维 Fabrication ofaramid nanofiber-wrapped graphene fibers by coaxial spinningXiang Zhang, Anping Wang, Xiaoyao Zhou, Feng Chen *,Qiang Fu * 柔性高导电纤维由于易于大量生产并且可以直接编织到服装中,是可穿戴电子系统的重要组件之一,在智能服饰和柔性电子设备等领域具有广阔的运用前景。通过大片层氧化石墨烯(GO)的湿法纺丝并进一步还原将其转化为导电性能优异的石墨烯纤维是制备高导电纤维的有效途径之一。然而石墨烯纤维存在的问题也是显而易见的:一是力学性能尤其是柔韧性较差,在实际运用中面临巨大困难;二是裸露的导电层存在容易短路的风险。另一种被广泛采用的策略是通过同轴纺丝制备具有芯鞘结构的石墨烯纤维,石墨烯纤维被柔韧性优异的聚合物包裹在核心层,从而制备出内层导电外层绝缘的柔性导线。目前关于通过GO与聚合物的同轴共纺制备芯鞘石墨烯纤维的报道非常有限,并且都采用化学还原的方式对GO进行还原。然而,聚合物护套的包裹导致内层GO难以实现充分还原并在化学还原过程中会严重损害外层聚合物鞘的力学性能。在此,具有极佳热稳定性和优异机械性能的芳纶纳米纤维(ANF)可以作为传统聚合物鞘层的绝佳替代品,由于ANF能承受200℃以上的高温,从而可以实现通过热还原的方式将内层GO进行还原。并进一步引入石墨烯纳米片( GNPs )来补偿由于GO还原不足而导致的石墨烯优异电导率的损失。得益于ANF和石墨烯的优异特性的结合,该同轴纤维不仅展现出超高导电率(高达~15000 S/m),而且还实现了机械性能的显着提高(与单独的石墨烯纤维相比几乎提高了80%的拉伸强度和700%的断裂伸长率)。简而言之,我们已经通过同轴湿法纺丝...
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    更新日期: 2020 - May - 20
    通过同轴纺丝制备得到芳纶纳米纤维包裹石墨烯的纤维 Fabrication ofaramid nanofiber-wrapped graphene fibers by coaxial spinningXiang Zhang, Anping Wang, Xiaoyao Zhou, Feng Chen *,Qiang Fu * 柔性高导电纤维由于易于大量生产并且可以直接编织到服装中,是可穿戴电子系统的重要组件之一,在智能服饰和柔性电子设备等领域具有广阔的运用前景。通过大片层氧化石墨烯(GO)的湿法纺丝并进一步还原将其转化为导电性能优异的石墨烯纤维是制备高导电纤维的有效途径之一。然而石墨烯纤维存在的问题也是显而易见的:一是力学性能尤其是柔韧性较差,在实际运用中面临巨大困难;二是裸露的导电层存在容易短路的风险。另一种被广泛采用的策略是通过同轴纺丝制备具有芯鞘结构的石墨烯纤维,石墨烯纤维被柔韧性优异的聚合物包裹在核心层,从而制备出内层导电外层绝缘的柔性导线。目前关于通过GO与聚合物的同轴共纺制备芯鞘石墨烯纤维的报道非常有限,并且都采用化学还原的方式对GO进行还原。然而,聚合物护套的包裹导致内层GO难以实现充分还原并在化学还原过程中会严重损害外层聚合物鞘的力学性能。在此,具有极佳热稳定性和优异机械性能的芳纶纳米纤维(ANF)可以作为传统聚合物鞘层的绝佳替代品,由于ANF能承受200℃以上的高温,从而可以实现通过热还原的方式将内层GO进行还原。并进一步引入石墨烯纳米片( GNPs )来补偿由于GO还原不足而导致的石墨烯优异电导率的损失。得益于ANF和石墨烯的优异特性的结合,该同轴纤维不仅展现出超高导电率(高达~15000 S/m),而且还实现了机械性能的显着提高(与单独的石墨烯纤维相比几乎提高了80%的拉伸强度和700%的断裂伸长率)。简而言之,我们已经通过同轴湿法纺丝...
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  • 20 2020 - 05
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    通过同轴纺丝制备得到芳纶纳米纤维包裹石墨烯的纤维 Fabrication ofaramid nanofiber-wrapped graphene fibers by coaxial spinningXiang Zhang, Anping Wang, Xiaoyao Zhou, Feng Chen *,Qiang Fu * 柔性高导电纤维由于易于大量生产并且可以直接编织到服装中,是可穿戴电子系统的重要组件之一,在智能服饰和柔性电子设备等领域具有广阔的运用前景。通过大片层氧化石墨烯(GO)的湿法纺丝并进一步还原将其转化为导电性能优异的石墨烯纤维是制备高导电纤维的有效途径之一。然而石墨烯纤维存在的问题也是显而易见的:一是力学性能尤其是柔韧性较差,在实际运用中面临巨大困难;二是裸露的导电层存在容易短路的风险。另一种被广泛采用的策略是通过同轴纺丝制备具有芯鞘结构的石墨烯纤维,石墨烯纤维被柔韧性优异的聚合物包裹在核心层,从而制备出内层导电外层绝缘的柔性导线。目前关于通过GO与聚合物的同轴共纺制备芯鞘石墨烯纤维的报道非常有限,并且都采用化学还原的方式对GO进行还原。然而,聚合物护套的包裹导致内层GO难以实现充分还原并在化学还原过程中会严重损害外层聚合物鞘的力学性能。在此,具有极佳热稳定性和优异机械性能的芳纶纳米纤维(ANF)可以作为传统聚合物鞘层的绝佳替代品,由于ANF能承受200℃以上的高温,从而可以实现通过热还原的方式将内层GO进行还原。并进一步引入石墨烯纳米片( GNPs )来补偿由于GO还原不足而导致的石墨烯优异电导率的损失。得益于ANF和石墨烯的优异特性的结合,该同轴纤维不仅展现出超高导电率(高达~15000 S/m),而且还实现了机械性能的显着提高(与单独的石墨烯纤维相比几乎提高了80%的拉伸强度和700%的断裂伸长率)。简而言之,我们已经通过同轴湿法纺丝...
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  • 12 2020 - 05
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    填料的取向结构是否总是对复合材料热管理性能有利呢,从实验结果到理论模拟的可视化研究来告诉你答案Is Filler Orientation Always Good forThermal Management Performance: A Visualized Study from Experimental Results toSimulative AnalysisKai Wu#*, Dingyao Liu#, Chuxin Lei, SenXue, Qiang Fu* 各向异性填料的取向,包括面内取向或面外取向,极大地拓宽了聚合物复合材料在热管理方面的应用,然而到目前为止,取向所引起的复合材料导热系数的各向异性对材料热管理性能的影响仍然缺乏系统性的研究。在本文中,我们首先采用了一种压制成型逐渐减薄并叠纸的加工方式制备了分别具有面内或面外取向的PP/石墨和PP/石墨烯复合材料,他们沿面内或面外的取向程度可以通过减薄的比例进行有效的调控(如图1)。 图1. 不同取向结构的PP复合材料制备示意图然后,我们分别利用Hot-disk法和LFA法测试了样品的表观导热系数,及单向导热系数(面内/面外)。我们发现,随着取向程度的增加,取向方向的导热系数提升非常明显,例如面内取向的PP/石墨复合材料面内的导热系数可以高达4W/mK,然而有趣的是,单一取向方向导热系数的提升同时也带来了垂直于该方向导热系数的下降,不利的结果就是,从Hot-disk法结果来看,取向有时候反而会降低试样的表观导热系数(如图2)。 图2.Hot-disk法和LFA法的测试机理和测试结果单从导热系数测试的结果来看,我们无法推断这些试样在实际热管理应用场景中的表现情况。因此,我们自己搭建了一台实验装置,来模拟不同热源情形下,以上复合材料内填料取向形式与复合材料热管理性能的关系(如图3和图4),...
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  • 10 2020 - 05
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    通过添加多功能炭黑显著提升立构复合型聚乳酸的熔融加工性能与电学性能Stereocomplex-type polylactide with remarkablyenhanced melt-processability and electrical performance via incorporating multifunctional carbon black Zhenwei Liu, Fangwei Ling, Xingyuan Diao, Meirui Fu, Hongwei Bai**, Qin Zhang, Qiang Fu* 立构复合型聚乳酸(SC-PLA)是近年来受到广泛关注的 “绿色”工程塑料,它具有优异的物化性能和耐久性,因此在各个领域显示出巨大的应用潜力。然而,目前SC-PLA的应用仍然面临着巨大的挑战,一方面是因为SC-PLA的熔融加工性能比较差(如熔体记忆效应较差,难以形成100%的SC晶体;并且熔体粘度极低),另一方面是因为SC-PLA缺乏在某些领域应用所必需的功能性。为此,在本工作中,我们希望通过将多功能的炭黑(CB)纳米粒子加入左旋聚乳酸/右旋聚乳酸(PLLA/PDLA)共混物的方法,同时解决这两方面的问题。我们发现,CB纳米粒子的表面可以吸附许多PLLA/PDLA链段,这些被吸附的PLA链段可以与周围的PLA分子链进一步形成物理网络,从而有利于提高熔体中的PLLA/PDLA分子链对的稳定性,最终诱导形成100%的SC晶体。此外,CB纳米粒子可以显著提高共混物的熔体粘度(比如,共混物在250 ℃、50 Hz测试条件下的熔体粘度可以从3.9 Pa·s大幅提高到844.1 Pa·s)。由于PLLA/PDLA/CB复合材料的熔融加工性能得到了很大的改善,因此通过注射成型的方法制备得到了具有高SC晶体含量和优异热机...
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  • 9 2020 - 05
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    镍/聚氨酯复合材料的导电网络在拉伸中的演变田可、邓华*傅强* 在前期工作中,我们通过采用一种基于热塑性聚氨酯(TPU)和镍(Ni)金属颗粒的简便、低成本的熔融共混和压制成型工艺,发现该复合材料体系的应变敏感行为与填料的含量有密切关系。当填料含量为25 vol%时,复合材料电阻率随拉伸应变指数增大(即负压导效应)。但是,当填料含量达到或超过27.5 vol%时,复合材料的电阻率表现出在小拉伸应变下急剧降低的现象(即正压导应)。我们利用扫描电子显微镜(SEM)观察到了一种拉伸诱导的导电网络形成现象,该现象被认为是导致复合材料电阻在小应变下急剧降低的主要原因。但是,在这2种含量下导电粒子拉伸时的运动状态以及这些导电颗粒是如何在应变下相互搭接成连续的导电网络的机理尚不清楚。本文通过交流阻抗分析进一步揭示了Ni/TPU复合材料在2种不同含量下表现出截然不同拉敏性能的机理。对于27.5 vol%填料含量的复合材料,由于含量接近逾渗区域,且在外力作用下团聚体维度发生了变化,由需要高逾渗含量的零维转变为较低逾渗含量的一维形貌。这种转变使得复合材料的逾渗在拉伸下提前到来,即出现了拉伸逾渗现象。而对于25 vol%填料含量的复合材料,团聚体的维度在拉伸过程中也出现类似的转变,但由于含量太低,在拉伸下依然是导电网络破坏占主导地位,即在拉伸下电阻增大。本工作为应变敏感导电高分子复合材料在应变下导电网络的变化提供了更深的理解,并为导电高分子复合材料的网络结构设计提供了新思路。 Figure.1  Schematic illustration ofthe evolution of conductive particles in aggregate under tensile strain for TPUcomposites with (a) 27.5 vol% and (...
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中国化学会成立纤维素专业委员会,傅强教授担任首届主任
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    更新日期: 2018 - Oct - 30
    中国化学会成立纤维素专业委员会,傅强教授担任首届主任中国化学会纤维素专业委员会筹备委员会于2018年10月17日在武汉召开选举会议。由中国化学会常务理事张俐娜教授主持,通过无记名投票,在43名委员候选人中差额选举产生39名委员。委员会第一次工作会议合影 在随后召开的委员会第一次工作会议上,通过无记名投票选举四川大学傅强教授为委员会主任,中国科学院化学研究所张军研究员、南京林业大学金永灿教授、武汉大学蔡杰教授和华中科技大学杨光教授为委员会副主任。新届期将自2018至2022年。 新成立的委员会聘请武汉大学张俐娜教授和中国科学院理化技术研究所黄勇研究员担任顾问,聘期将自2018年至2022年。   委员信息 顾问委员:张俐娜 (武汉大学)、黄勇 (中国科学院理化技术研究所)主任委员:傅强 (四川大学)副主任委员:杨光(华中科技大学)、张军(中国科学院化学研究所)、蔡杰(武汉大学)、金永灿(南京林业大学)秘书:常春雨 (武汉大学)                      委员(按姓氏拼音排列):姓名单位蔡杰武汉大学常春雨武汉大学陈文帅东北林业大学邓传东宜宾丝丽雅集团有限公司房桂干中国林业科学研究院林化所傅强四川大学付时雨华南理工大学黄进西南大学黄勇中国科学院理化技术研究所蒋兴宇国家纳米科学中心金永灿南京林业大学廖兵广东省科学院刘瑞刚中国科学院化学研究所刘石林华中农业大学刘守新东北林业大学祁海松华南理工大学邵自强北京理工大学孙平川南开大学王立军浙江科技学院王林格华南理工大学王天富中国科学院新疆理化技术研究所王小慧华南理工大学吴敏中国科学院理化技术研究所吴义强中南林...
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  • 30 2018 - 10
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    中国化学会成立纤维素专业委员会,傅强教授担任首届主任中国化学会纤维素专业委员会筹备委员会于2018年10月17日在武汉召开选举会议。由中国化学会常务理事张俐娜教授主持,通过无记名投票,在43名委员候选人中差额选举产生39名委员。委员会第一次工作会议合影 在随后召开的委员会第一次工作会议上,通过无记名投票选举四川大学傅强教授为委员会主任,中国科学院化学研究所张军研究员、南京林业大学金永灿教授、武汉大学蔡杰教授和华中科技大学杨光教授为委员会副主任。新届期将自2018至2022年。 新成立的委员会聘请武汉大学张俐娜教授和中国科学院理化技术研究所黄勇研究员担任顾问,聘期将自2018年至2022年。   委员信息 顾问委员:张俐娜 (武汉大学)、黄勇 (中国科学院理化技术研究所)主任委员:傅强 (四川大学)副主任委员:杨光(华中科技大学)、张军(中国科学院化学研究所)、蔡杰(武汉大学)、金永灿(南京林业大学)秘书:常春雨 (武汉大学)                      委员(按姓氏拼音排列):姓名单位蔡杰武汉大学常春雨武汉大学陈文帅东北林业大学邓传东宜宾丝丽雅集团有限公司房桂干中国林业科学研究院林化所傅强四川大学付时雨华南理工大学黄进西南大学黄勇中国科学院理化技术研究所蒋兴宇国家纳米科学中心金永灿南京林业大学廖兵广东省科学院刘瑞刚中国科学院化学研究所刘石林华中农业大学刘守新东北林业大学祁海松华南理工大学邵自强北京理工大学孙平川南开大学王立军浙江科技学院王林格华南理工大学王天富中国科学院新疆理化技术研究所王小慧华南理工大学吴敏中国科学院理化技术研究所吴义强中南林...
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