纳米SiO2改性环氧树脂复合材料热力学性能机理研究
纳米颗粒有望成为改善交联环氧树脂基体热力学、力学或粘弹性性能的优秀候选者。据报道，所制备具有新颖性能的纳米复合材料在电子、涂料、汽车和航空航天等行业具有巨大的应用潜力。总的来说，复合材料的性能取决于聚合物基质和填料的综合作用。为了更好改善聚合物材料的综合性能，纳米粒子必须进行表面修饰；将修饰链与自由链之间的界面通过化学键进行连接，可进一步提高复合材料结构和热力学稳定性。
采用分子动力学模拟的方法，利用Materials Studio软件中的Amorphous cell模块，Forcite plus模块以及COMPASS力场搭建了表面修饰的二氧化硅纳米球和环氧树脂复合材料体系，研究温度、SiO₂表面修饰率和环氧树脂交联率等因素对界面层的结构和动力学性质的影响，探索界面化学键接的存在对复合材料界面性质的影响机制。本研究为复合材料界面相机制提供了理论指导，对复合材料的设计和制造有一定的参考意义。
ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 7499−7508

碳纳米管改性石墨烯环氧树脂复合材料界面结合性能模拟研究
石墨烯和碳纳米管都是比较热门的碳纳米材料，很多科研工作者利用碳纳米材料对树脂材料进行改性。本文利用Materials studio软件中的Forcite plus，Amorphous cell和COMPASS力场对碳纳米管/石墨烯/环氧树脂复合材料界面结合性能进行了研究，通过碳纳米管半径、壁数以及碳纳米管与石墨烯之间的距离和角度的变化，通过界面结合能、界面结合力等参数研究石墨烯在拔出过程中结合效果变化的规律；(Polymers 2019, 11, 121)

石墨烯-聚合物复合材料的热导率
随着科技的发展，电子设备体积逐渐变小，功率变大，因此需要有良好的散热材料；通常电子设备中材料主要有聚酰胺6 (PA6)，聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)这几类，他们有着较低的密度、耐腐蚀性能、优异的力学性能以及良好的制备加工性能。研究者为了进一步提升他们的导热性能，往往在材料中添加Al2O3、 AlN 、BN、 SiC、graphene等纳米材料，其中石墨烯特殊的二维结构，其热导率为5300 W/(m·K)；文献报道石墨烯改性聚合物对复合材料体系热导率有着非常明显的提升作用。
对于纳米材料改性聚合物，填料的分散效果以及填料和基体之间的界面结合效果将会影响复合材料的综合性能。良好的界面在复合材料中起到了传递应力、热量等作用，复合材料受到外界应力的作用，基体通过界面将应力传递给增强相，从而使得增强相承受应力。所以界面结合效果决定了复合材料性能。但是纳米材料实验中很难去表征界面结合效果。
Heat and Mass Transfer (2020) 56:1931–1945

MXene/环氧树脂复合材料热导率分子动力学模拟研究
随着电子工业的快速发展，电子设备越来越趋于智能化和集成化。然而，这些精密器件散热能力差，直接影响了它们的寿命和性能。因此，在器件的连接处使用热界面材料来减小热阻对器件的热管理具有重要意义。目前，热界面材料主要以聚合物为主，因其加工性能好，重量轻，成本低。考虑到聚合物的导热系数相对较低，需要加入导热系数较高的填料。与传统填料如金属颗粒(Cu、Ag、Ni等)相比，二维材料(石墨烯、六方氮化硼等)具有更高的导热性，其特定的形态使其易于在聚合物基体中构建传导路径，可显著提高其复合材料的导热性。
MXenes具有M-X键中金属/共价/离子的混合性质，通过酸刻蚀引入表面官能团(F，O，OH)，具有导电性好、力学性能突出、禁带可调、体积电容高、亲水性强、导热系数较高的等突出优点。因此，它们在储能、微波吸收、催化剂、传感器、生物医药等许多领域都有潜在的应用前景。此外，许多研究揭示了MXene的热应用，并提供了更好的理解其热传输行为。
本研究选择了目前广泛应用的环氧树脂作为聚合物基体，采用分子动力学方法研究了四种MXenes(非功能化和F，O，OH)复合材料的热导率，如图1所示；以及这些官能团对增强相与基体界面热学性能的影响。研究结果有助于更好地理解MXene纳米复合材料的热传输行为，并为其热应用提供指导。
（International Journal of Heat and Mass Transfer 194 (2022) 123027）

改性SiO2表面与聚酰亚胺界面结合模拟研究
聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO2)纳米复合材料是一种典型的聚合物复合材料，具有优异的介电、热学、力学和摩擦学性能，已广泛应用于电子、机械、航空航天等领域。聚合物纳米复合材料的性能在很大程度上取决于纳米颗粒的分散性以及聚合物基质与纳米填料之间的界面结合性能。硅烷偶联剂对SiO2纳米颗粒进行表面改性是提高SiO2纳米颗粒分散性和界面结合性能的有效途径。由于，不同类型硅烷偶联剂有不同的官能团，可能导致作用效果有不同的差异。从而影响复合材料的综合性能；本文通过分子动力学方法研究了三种硅烷偶联剂，分别为GOTMS、APTES、APTMOS，通过三种硅烷偶联剂对SiO2表面的改性，利用分子模拟技术评价聚酰亚胺与SIO2表面之间的结合效果，并从原子尺度揭示结合机理。
J. APPL. POLYM. SCI. 2018, DOI: 10.1002/APP.45725