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fcse 前沿研究：具有静稳定性和动态流变性的铝-水凝胶推进剂的微-纳米结构研究 |
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论文标题：
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作者：huiyan guo, huaiyu li, hongzhi zhang, lun pan, chengxiang shi, kang xue, xiangwen zhang, ji-jun zou
发表时间：15 apr 2024
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铝-水体系是具有优良前景的高能低特征信号推进剂，而推进剂的凝胶化更易于其储存和应用。本工作采用有机小分子胶凝剂琼脂糖制备了铝-水凝胶推进剂，考察了不同胶凝剂和铝颗粒含量下凝胶体系的物理性质，包括失水率、相变温度以及离心稳定性。通过剪切变稀实验、触变性实验、应变扫描和频率扫描实验评估了推进剂的流变性能，并通过sem图像获得了凝胶的微观结构。结果表明，铝-水凝胶推进剂具有由微米铝颗粒和琼脂糖纳米片组成的网络结构，独特的微-纳米结构使凝胶推进剂表现出优异的机械强度和热稳定性，且随着胶凝剂和铝含量的增加而提高。值得注意的是，含有2%琼脂糖和20%铝的凝胶推进剂具有最佳的机械稳定性，在线性粘弹性区内的储能模量高达90647 pa，最大耐受压强为111.2 kpa，比纯水凝胶高118.8%。此外，凝胶推进剂表现出显著的剪切变稀行为，并且在施加剪切力或温度加热到114 °c以上时能够发生凝胶-溶胶相转变。
相关成果以“micro-nanoarchitectonic of aluminum-hydrogel propellant with static stability and dynamic rheology”为题发表在frontiers of chemical science and engineering(doi: 10.1007/s11705-024-2404-6)。
引用格式：huiyan guo, huaiyu li, hongzhi zhang, lun pan, chengxiang shi, kang xue, xiangwen zhang, ji-jun zou. micro-nanoarchitectonic of aluminum-hydrogel propellant with static stability and dynamic rheology. frontiers of chemical science and engineering, 2024, 18(4): 43.
作者及团队介绍
郭慧妍（第一作者），天津大学化工学院2020级硕士研究生，研究方向为凝胶推进剂的设计和开发。
李怀宇（共同第一作者），天津大学化工学院2023级博士研究生，研究方向为高能金属颗粒的制备及应用。
薛康（通讯作者），天津大学化工学院博士后，研究方向为高能航天燃料的制备及应用。
邹吉军（通讯作者），天津大学化工学院讲席教授，博士生导师，国家级人才。主要从事能源化工和可再生氢能研究，获得国家自然科学二等奖、侯德榜化工科技创新奖、石化联合会青年科技突出贡献奖、全国优秀博士学位论文等奖励。在nat energy、nat common、j am chem soc、angew chem、aiche j、adv mater等期刊发表论文200余篇，获得国际及中国授权发明专利40余项。担任rsc advances副编辑、燃料化学学报、含能材料等期刊编委。
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