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[color=#00008B] 复合材料力学是固体力学的一个新兴分支,它研究由两种或多种不同性能的材料,在宏观尺度上组成的多相固体材料,即复合材料的力学问题。复合材料具有明显的非均匀性和各向异性性质,这是复合材料力学的重要特点。 复合材料由增强物和基体组成,增强物起着承受载荷的主要作用,其几何形式有长纤维、短纤维和颗粒状物等多种;基体起着粘结、支持、保护增强物和传递应力的作用,常采用橡胶、石墨、树脂、金属和陶瓷等。 近代复合材料最重要的有两类:一类是纤维增强复合材料,主要是长纤维铺层复合材料,如玻璃钢;另一类是粒子增强复合材料,如建筑工程中广泛应用的混凝上。纤维增强复合材料是一种高功能材料,它在力学性能、物理性能和化学性能等方面都明显优于单一材料。 发展纤维增强复合材料是当前国际上极为重视的科学技术问题。现今在军用方面,飞机、火箭、导弹、人造卫星、舰艇、坦克、常规武器装备等,都已采用纤维增强复合材料;在民用方面,运输工具、建筑结构、机器和仪表部件、化工管道和容器、电子和核能工程结构,以至人体工程、医疗器械和体育用品等也逐渐开始使用这种复合材料。[/color]
[color=#333333]石墨烯是一种新型二维碳纳米材料,其具有独特而优异的物理化学性质,故引起了科学界及工程界的广泛关注。石墨烯巨大的比表面积使其成为一种潜在的固相吸附材料。为了实现复杂基体样品中蛋白质的高选择性分离纯化,本文制备了一系列功能化石墨烯复合材料,研究了其在蛋白质选择性分离纯化中的应用,建立了满足不同类型的复杂基体样品(全血,鸡蛋清和细胞裂解液)中目标蛋白质的高选择性分离纯化方法。第一章简要综述了石墨烯的研究历史,结构性质及其合成方法。概述了石墨烯的表面功能化,石墨烯复合材料的制备,以及石墨烯及其复合材料在样品预处理等领域中的应用进展。第二章制备了一种新型功能化石墨烯复合材料。通过共价功能化的方式,氧化石墨烯(GO)表面依次经过环氧氯丙烷(ECH),亚氨基二乙酸(IDA)和1-苯硼酸(1-PBA)修饰后,再进一步螫合镍金属离子得到复合材料。复合材料由FT-IR, XRD, SEM, TGA和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]等手段进行表征。[/color]
[color=#00008B]同常规材料的力学理论相比,复合材料力学涉及的范围更广,研究的课题更多。 首先,常规材料存在的力学问题,如结构在外力作用下的强度、刚度,稳定性和振动等问题,在复合材料中依然存在,但由于复合材料有不均匀和各向异性的特点,以及由于材料几何(各材料的形状、分布、含量)和铺层几何(各单层的厚度、铺层方向、铺层顺序)等方面可变因素的增多,上述力学问题在复合材料力学中都必须重新研究,以确定那些适用于常规材料的力学理论、方法、方程、公式等是否仍适用于复合材料,如果不适用,应怎样修正。 其次,复合材料中还有许多常规材料中不存在的力学问题,如层间应力(层间正应力和剪应力耦合会引起复杂的断裂和脱层现象)、边界效应以及纤维脱胶、纤维断裂、基体开裂等问题。 最后,复合材料的材料设计和结构设计是同时进行的,因而在复合材料的材料设计(如材料选取和组合方式的确定)、加工工艺过程(如材料铺层、加温固化)和结构设计过程中都存在力学问题。[/color]