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摩擦纳米发电机用皮芯结构纤维的制备及其性能
1
作者
于梦菲
高文丽
+3 位作者
任婧
曹雷涛
彭若铉
凌盛杰
《纺织学报》
北大核心
2025年第5期1-9,共9页
针对具有皮芯结构的摩擦纳米发电机用纤维传统制备工艺复杂的难题,采用微流控纺丝技术,以高介电常数聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为皮层材料,丝素蛋白-1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMImAC)离子液体(SE)溶液为导电芯层材料,一步法制备了...
针对具有皮芯结构的摩擦纳米发电机用纤维传统制备工艺复杂的难题,采用微流控纺丝技术,以高介电常数聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为皮层材料,丝素蛋白-1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMImAC)离子液体(SE)溶液为导电芯层材料,一步法制备了单电极聚偏氟乙烯-六氟丙烯-丝素蛋白离子液体(PSE)摩擦纳米发电机用纤维(PSE-TENG纤维)。分别借助扫描电子显微镜、万用材料力学测量仪对PSE-TENG纤维的形貌、结构、力学性能进行了表征。使用疲劳测试机进行运动模拟,采用示波器对PSE-TENG纤维的电输出性能进行信号采集。探讨了纺丝参数对PSE-TENG纤维结构的影响,评估了PSE-TENG纤维的力学性能,并探究了PSE-TENG纤维在不同机械运动条件下的输出性能和长期使用稳定性。研究发现:PSE-TENG纤维具有稳定的皮芯结构,拉伸断裂强度为(3.32±0.19)MPa,拉伸断裂应变为(176.83±27.14)%;在不同频率的机械运动下,PSE-TENG纤维的电压信号峰值与频率呈正相关;在超过2万次接触-分离运动后,PSE-TENG纤维仍可稳定输出信号。所制备的PSE-TENG纤维具有优异的能量转换效率和力学稳定性,能够为可穿戴技术提供稳定且高效的自供能解决方案。
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关键词
摩擦纳米发电机
皮芯结构纤维
微流控技术
丝素蛋白离子液体
聚偏氟乙烯-六氟丙烯
纺丝参数
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职称材料
丝素蛋白在室温离子液体中的溶解与再生性能研究
被引量:
11
2
作者
朱海霖
冯新星
+2 位作者
陈建勇
郭玉海
张华鹏
《功能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第10期1710-1713,共4页
室温离子液体1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑和1-(2-羟乙基)-3-甲基氯代咪唑是丝素蛋白的新型良溶剂。丝素蛋白在1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑和1-(2-羟乙基)-3-甲基氯代咪唑中的溶解度分别为14.5%(质量分数)(100℃)和8.0%(质量分数)(80℃)。向离...
室温离子液体1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑和1-(2-羟乙基)-3-甲基氯代咪唑是丝素蛋白的新型良溶剂。丝素蛋白在1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑和1-(2-羟乙基)-3-甲基氯代咪唑中的溶解度分别为14.5%(质量分数)(100℃)和8.0%(质量分数)(80℃)。向离子液体丝素溶液中加入乙醇或正丁醇可获得再生丝素蛋白。XRD和FT-Raman研究表明再生丝素蛋白膜的构象主要是β-折叠结构。TGA数据表明再生丝素蛋白的热稳定性比天然丝素纤维有所降低,热失重残留物有所增加。同时,机械性能和溶失率分析结果显示从离子液体中再生的丝素蛋白表现出良好的湿态机械性能和优异的稳定性。
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关键词
丝素蛋白
室温离子液体
溶解
再生
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职称材料
丝素在离子液体中的溶解及再生丝素纤维的结构
被引量:
5
3
作者
张慧慧
胡晨光
+1 位作者
邵惠丽
胡学超
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第7期66-68,72,共4页
以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂,研究了丝素蛋白在[BMIM]Cl中的溶解情况,结果表明,温度对丝素在[BMIM]Cl中的溶解有较大影响,当温度<90℃时,即使延长溶解时间,丝素也难以溶解,而当温度≥90℃时,随着温度升高,溶解...
以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂,研究了丝素蛋白在[BMIM]Cl中的溶解情况,结果表明,温度对丝素在[BMIM]Cl中的溶解有较大影响,当温度<90℃时,即使延长溶解时间,丝素也难以溶解,而当温度≥90℃时,随着温度升高,溶解速率明显加快。考虑到高温会使丝素降解,因此,选择100℃为丝素的最佳溶解温度。此外,还讨论了合适凝固浴的选取,并对10%的丝素/[BMIM]Cl溶液进行干喷湿法纺丝,以甲醇作为凝固浴制得再生丝素纤维。在此基础上,测试了再生丝素纤维的热性能和结构,证实了所制得的再生丝素纤维主要为Silk II结构。
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关键词
丝素
离子液体
溶解
纤维
结构
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职称材料
离子液体对丝素蛋白溶解性能的影响
被引量:
3
4
作者
任厚朋
孙仕芹
李露
《应用化工》
CAS
CSCD
2014年第7期1255-1257,1262,共4页
合成了一系列碱性离子液体,其中离子液体1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐([Bmim]AC)对丝素蛋白具有良好的溶解性能。考察了丝素蛋白在该离子液体中的溶解特性及在离子液体中的溶解温度和溶解时间,结果表明,在75℃下,溶解840 min,该离子液体对...
合成了一系列碱性离子液体,其中离子液体1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐([Bmim]AC)对丝素蛋白具有良好的溶解性能。考察了丝素蛋白在该离子液体中的溶解特性及在离子液体中的溶解温度和溶解时间,结果表明,在75℃下,溶解840 min,该离子液体对丝素蛋白的溶解能力达到15%(质量分数)。XRD和FTIR分析表明,再生丝素蛋白的构象以α-螺旋为主,丝素蛋白在溶解过程中没有发生衍生化。因此,[Bmim]AC离子液体是丝素蛋白的优良溶剂。
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关键词
碱性离子液体
丝素蛋白
溶解
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职称材料
天然彩色棉纤维在1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体中的溶胀与溶解
5
作者
鲁庚
陈丽灿
+2 位作者
何肖
胡志华
周文龙
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期1-5,共5页
为避免使用非生态染料和助剂对人体造成伤害,利用热台偏光显微镜研究天然彩色棉纤维在1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体中的溶胀与溶解性能,比较了不同预处理方式、温度和时间对纤维溶胀和溶解性能的影响。结果表明:天然彩色棉...
为避免使用非生态染料和助剂对人体造成伤害,利用热台偏光显微镜研究天然彩色棉纤维在1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体中的溶胀与溶解性能,比较了不同预处理方式、温度和时间对纤维溶胀和溶解性能的影响。结果表明:天然彩色棉纤维在[BMIM]Cl溶剂中均产生横向的不匀性溶胀继而溶解,但溶解性能存在差异;棕色棉和绿色棉纤维比白色棉纤维更易溶解;碱处理和酶处理提高了纤维溶胀速率和溶胀尺寸,酶处理后纤维在[BMIM]Cl溶液中变为均匀溶胀;棕色棉在溶解过程中色素物质分布相对稳定,绿色棉纤维色素物质随纤维溶解而向外扩散;温度对棉纤维的溶胀有很大影响,随着温度的升高,棉纤维的溶胀度增大,达到最大的溶胀尺寸时间缩短。
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关键词
天然彩色棉
溶胀
溶解
离子液体
纤维结构
色素
纤维素
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职称材料
题名
摩擦纳米发电机用皮芯结构纤维的制备及其性能
1
作者
于梦菲
高文丽
任婧
曹雷涛
彭若铉
凌盛杰
机构
上海科技大学物质科学与技术学院
复旦大学聚合物分子工程全国重点实验室
出处
《纺织学报》
北大核心
2025年第5期1-9,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52322305,52473098,21935002)。
文摘
针对具有皮芯结构的摩擦纳米发电机用纤维传统制备工艺复杂的难题,采用微流控纺丝技术,以高介电常数聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为皮层材料,丝素蛋白-1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMImAC)离子液体(SE)溶液为导电芯层材料,一步法制备了单电极聚偏氟乙烯-六氟丙烯-丝素蛋白离子液体(PSE)摩擦纳米发电机用纤维(PSE-TENG纤维)。分别借助扫描电子显微镜、万用材料力学测量仪对PSE-TENG纤维的形貌、结构、力学性能进行了表征。使用疲劳测试机进行运动模拟,采用示波器对PSE-TENG纤维的电输出性能进行信号采集。探讨了纺丝参数对PSE-TENG纤维结构的影响,评估了PSE-TENG纤维的力学性能,并探究了PSE-TENG纤维在不同机械运动条件下的输出性能和长期使用稳定性。研究发现:PSE-TENG纤维具有稳定的皮芯结构,拉伸断裂强度为(3.32±0.19)MPa,拉伸断裂应变为(176.83±27.14)%;在不同频率的机械运动下,PSE-TENG纤维的电压信号峰值与频率呈正相关;在超过2万次接触-分离运动后,PSE-TENG纤维仍可稳定输出信号。所制备的PSE-TENG纤维具有优异的能量转换效率和力学稳定性,能够为可穿戴技术提供稳定且高效的自供能解决方案。
关键词
摩擦纳米发电机
皮芯结构纤维
微流控技术
丝素蛋白离子液体
聚偏氟乙烯-六氟丙烯
纺丝参数
Keywords
triboelectric nanogenerator
core-sheath
structure
fiber
microfluidic technology
fibroin
ionic
liquid
poly(vinylidene fluoride-hexafluoropropylene)
spinning parameter
分类号
TS141.8 [轻工技术与工程—纺织材料与纺织品设计]
TS102.5 [轻工技术与工程—纺织工程]
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职称材料
题名
丝素蛋白在室温离子液体中的溶解与再生性能研究
被引量:
11
2
作者
朱海霖
冯新星
陈建勇
郭玉海
张华鹏
机构
浙江理工大学"先进纺织材料与制备技术"教育部重点实验室材料与纺织学院
出处
《功能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第10期1710-1713,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(50573068)
教育部博士点基金资助项目(20060338001)
浙江省自然科学基金资助项目(Y405459)
文摘
室温离子液体1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑和1-(2-羟乙基)-3-甲基氯代咪唑是丝素蛋白的新型良溶剂。丝素蛋白在1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑和1-(2-羟乙基)-3-甲基氯代咪唑中的溶解度分别为14.5%(质量分数)(100℃)和8.0%(质量分数)(80℃)。向离子液体丝素溶液中加入乙醇或正丁醇可获得再生丝素蛋白。XRD和FT-Raman研究表明再生丝素蛋白膜的构象主要是β-折叠结构。TGA数据表明再生丝素蛋白的热稳定性比天然丝素纤维有所降低,热失重残留物有所增加。同时,机械性能和溶失率分析结果显示从离子液体中再生的丝素蛋白表现出良好的湿态机械性能和优异的稳定性。
关键词
丝素蛋白
室温离子液体
溶解
再生
Keywords
silk
fibroin
room-temperature
ionic
liquid
dissolution
regeneration
分类号
O636.9 [理学—高分子化学]
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职称材料
题名
丝素在离子液体中的溶解及再生丝素纤维的结构
被引量:
5
3
作者
张慧慧
胡晨光
邵惠丽
胡学超
机构
纤维材料改性国家重点实验室
出处
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第7期66-68,72,共4页
基金
高等学校学科创新引智计划培育资助项目(111-2-04)
文摘
以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂,研究了丝素蛋白在[BMIM]Cl中的溶解情况,结果表明,温度对丝素在[BMIM]Cl中的溶解有较大影响,当温度<90℃时,即使延长溶解时间,丝素也难以溶解,而当温度≥90℃时,随着温度升高,溶解速率明显加快。考虑到高温会使丝素降解,因此,选择100℃为丝素的最佳溶解温度。此外,还讨论了合适凝固浴的选取,并对10%的丝素/[BMIM]Cl溶液进行干喷湿法纺丝,以甲醇作为凝固浴制得再生丝素纤维。在此基础上,测试了再生丝素纤维的热性能和结构,证实了所制得的再生丝素纤维主要为Silk II结构。
关键词
丝素
离子液体
溶解
纤维
结构
Keywords
silk fibroin; ionic liquid; dissolution; fiber; structure
分类号
O636.9 [理学—高分子化学]
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职称材料
题名
离子液体对丝素蛋白溶解性能的影响
被引量:
3
4
作者
任厚朋
孙仕芹
李露
机构
青岛科技大学化工学院
出处
《应用化工》
CAS
CSCD
2014年第7期1255-1257,1262,共4页
文摘
合成了一系列碱性离子液体,其中离子液体1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐([Bmim]AC)对丝素蛋白具有良好的溶解性能。考察了丝素蛋白在该离子液体中的溶解特性及在离子液体中的溶解温度和溶解时间,结果表明,在75℃下,溶解840 min,该离子液体对丝素蛋白的溶解能力达到15%(质量分数)。XRD和FTIR分析表明,再生丝素蛋白的构象以α-螺旋为主,丝素蛋白在溶解过程中没有发生衍生化。因此,[Bmim]AC离子液体是丝素蛋白的优良溶剂。
关键词
碱性离子液体
丝素蛋白
溶解
Keywords
basic
ionic
liquid
s
silk
fibroin
dissolution
分类号
TQ340.41 [化学工程—化纤工业]
O636.9 [理学—高分子化学]
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职称材料
题名
天然彩色棉纤维在1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体中的溶胀与溶解
5
作者
鲁庚
陈丽灿
何肖
胡志华
周文龙
机构
浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室
出处
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期1-5,共5页
基金
国家自然科学基金项目(51373156)
文摘
为避免使用非生态染料和助剂对人体造成伤害,利用热台偏光显微镜研究天然彩色棉纤维在1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体中的溶胀与溶解性能,比较了不同预处理方式、温度和时间对纤维溶胀和溶解性能的影响。结果表明:天然彩色棉纤维在[BMIM]Cl溶剂中均产生横向的不匀性溶胀继而溶解,但溶解性能存在差异;棕色棉和绿色棉纤维比白色棉纤维更易溶解;碱处理和酶处理提高了纤维溶胀速率和溶胀尺寸,酶处理后纤维在[BMIM]Cl溶液中变为均匀溶胀;棕色棉在溶解过程中色素物质分布相对稳定,绿色棉纤维色素物质随纤维溶解而向外扩散;温度对棉纤维的溶胀有很大影响,随着温度的升高,棉纤维的溶胀度增大,达到最大的溶胀尺寸时间缩短。
关键词
天然彩色棉
溶胀
溶解
离子液体
纤维结构
色素
纤维素
Keywords
naturally colored cotton
swelling
dissolution
ionic
liquid
fiber
structure
pigment
cellulose
分类号
TS190.2 [轻工技术与工程—纺织化学与染整工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
摩擦纳米发电机用皮芯结构纤维的制备及其性能
于梦菲
高文丽
任婧
曹雷涛
彭若铉
凌盛杰
《纺织学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
丝素蛋白在室温离子液体中的溶解与再生性能研究
朱海霖
冯新星
陈建勇
郭玉海
张华鹏
《功能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008
11
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职称材料
3
丝素在离子液体中的溶解及再生丝素纤维的结构
张慧慧
胡晨光
邵惠丽
胡学超
《高分子材料科学与工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
5
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职称材料
4
离子液体对丝素蛋白溶解性能的影响
任厚朋
孙仕芹
李露
《应用化工》
CAS
CSCD
2014
3
在线阅读
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职称材料
5
天然彩色棉纤维在1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体中的溶胀与溶解
鲁庚
陈丽灿
何肖
胡志华
周文龙
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
0
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职称材料
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