高新技术的“孵化器”──胡黎明教授谈高校产业及其作用

高新技术的“孵化器”──胡黎明教授谈高校产业及其作用１９９１年，华东化工学院（今华东理工大学）的十几位专攻化学工程、无机材料、高分子材料、物理、自动控制及精细化工的博士、硕士生自愿组合，成立了一个以超细颗粒材料研究及应用为主攻方向的技术化学物理所。近...     

晶态与非晶态双相结构的纯稀土纳米块体材料及其制备机制

以稀土单质钐为例, 研究了通过放电等离子烧结制备晶态与非晶态结构的纳米块体材料及其形成机制. 实验获得了非晶态、晶态与非晶态双相结构的纯稀土纳米块体材料及纳米多晶块体材料. 制备的纳米多晶块体晶粒尺寸均明显小于初始纳米粉末粒径, 改变了以往由纳米粉末烧结制备块体纳米晶材料时人们关于纳米晶粒尺寸必定大于初始粉末粒径的传统认识, 为粉末烧结制备纳米块体材料提供了创新思路和制备方法. 提出的材料制备机制及技术可推广至多种纳米块体材料的制备, 为研究稀土纳米材料的物理、化学、力学性能及其纳米尺寸效应提供了先决条件.     

聚烯烃:创新一直在路上

<正>聚烯烃由宇宙中蕴藏量最丰富的元素氢和地球上含量最多的元素之一碳组成,是高分子材料的最大品种.自20世纪50年代诞生以来,其制备技术持续创新,从催化剂设计、聚合方法探索、聚合装置和工艺开发、材料加工改性,到制品成型与服役行为等诸方面,引领了高分子材料研究开发的新范式,推动了“高分子化学与物理”的蓬勃发展,成为石油化工、煤化工和天然气化工等领域下游的支柱产品,为人类经济社会发展作出了重要贡献.     

基于载能重离子的超薄薄膜纳米孔制备技术

超薄薄膜纳米孔材料由于其优异的物理和化学特性,在物理学、生物学、电子学和纳米科学等多学科领域应用潜力巨大.高效、便捷和可控的制孔方法对于获得高品质的纳米孔尤为重要,而载能重离子辐照不仅是一种强大的材料改性手段,也是一种独特的纳米孔制备方法.近年来,北京大学重离子物理研究所在基于载能重离子辐照技术研制超薄薄膜纳米孔技术方面的进展显著,所用材料包括传统有机高分子膜与新型二维材料.本文主要从核径迹刻蚀有机薄膜纳米孔的制备技术和二维材料纳米孔制备技术两方面展开介绍,分别阐述了这两种技术的制孔方法、改性方法和对应的纳米孔材料在能量转化、分子检测、离子运输、纳米流体等领域的应用,为进一步深入研究载能重离子制备其他人工固态纳米孔提供了参考.     

高分子物理

高分子物理是一门新兴的边缘学科,它主要研究高分子的结构和性能以及它们两者之间的关系,其目的是合理使用高分子材料和有目的地去制造各种高分子材料。《高分子物理》一文详细介绍了高分子物理的主要理论,诸如分子链构象、溶液理论和橡胶弹性理论等等,以及研究高分子的种种实验技术。     

高分子材料的表面改性

高分子材料表面是介于高分子材料本体和外部环境之间的相边界，在许多时候高分子材料表面的物理和化学性质对其应用有至关重要的影响。以聚烯烃（主要是聚乙烯与聚丙烯1类塑料为例，其表面具有化学反应性低、极性小、表面能低、憎水等特点。如果不经过改性处理．塑料制品就很难进行粘接、电镀、涂饰、层压、印刷等二次加工，这会大大缩小其应用范围。近年来．关于高分子材料在生物医学上的应用研究很多，但普通高分子材料表面的生物相容性很差，如不经过表面改性而直接应用会发生不希望的蛋白质吸附和细胞粘附等问题。     

导电高分子微米/纳米结构材料

微米/纳米结构化的导电高分子材料不仅具有导电高分子自身的特性, 同时兼具微结构赋予的特殊功能, 从而在光、电子微型器件, 高效、快速感应器件, 微型电化学器件等方面具有广泛的应用前景. 本文着重从软、硬模板合成技术等方面综述了近几年导电高分子微米/纳米结构的制备方法, 讨论了两种技术的优缺点. 介绍了一系列导电高分子微米/纳米结构材料, 并对该研究领域进行了展望.     

高分子表面有序微结构的构筑与调控

发展不依赖于传统刻蚀技术, 图案形状、尺寸及表面性质等可以动态调控的微图案化方法是当前国际上的研究热点. 高分子由于可以通过可控聚合调控其预定结构和尺寸, 并且具有易于加工和可以嵌入多种化学功能团等特点, 是制备不依赖于传统刻蚀技术的价廉、高产的微图案化的理想材料. 因而设计具有特定结构的高分子, 利用高分子的丰富相态结构和其在外场等作用下的性质, 发展高分子图案化方法、技术和原理具有重要意义. 本文总结了我们在基于自组装的“自下而上”的高分子微结构的构筑与调控方面取得的成果. 以均聚物和嵌段共聚物为研究对象, 采用纳米尺度的利用嵌段共聚物的微相分离、微米尺度的利用高分子薄膜的去润湿、冷凝的水蒸气液滴为模板以及高分子共混物薄膜的相分离等, 实现了不同尺度的高分子表面有序微结构的构筑与调控, 制备了从微米到纳米尺度的高分子有序微结构, 研究其自组装形成微、纳米图案的影响因素和机理, 掌握了调控图案形态、尺寸、表面性质的规律, 实现了稳定、有序的智能图案的动态设计.     

发现蚕丝性能的一个新的决定因素——记邵正中团队二十余年的天然蛋白质纤维研究

邵正中,1964年出生于上海。教授,博士生导师。1991年毕业于复旦大学高分子化学与物理专业,获理学博士学位。后留校从事科研和教学工作(1996年至1998年在丹麦Aarhus大学工作),1999年晋升为教授。复旦大学高分子科学系和先进材料实验室的生物大分子课题组,以"仿生制备"项目中的若干成果,荣获了2011年度上海市自然科学奖一等奖。这些成果,是邵正中(第一获奖人)教授等人在二十余年对蚕丝和蜘蛛丝的研究过程中逐步取得的。     

高分子结构与性能

正高分子科学是研究高分子的形成、化学结构与链结构、聚集态结构、性能与功能、加工及应用的科学.高分子材料是现代工业和高新技术产业的重要基石,已经成为国民经济的基础产业和国家安全不可或缺的重要保证.高分子科学与材料科学、信息科学、生命科学和环境科学等前瞻领域的交叉与结合,对推动社会进步、改善人们生活质量发挥着重要作用.例如:高分子科学与材料科学的学科交叉,建立了以塑料、橡胶和纤维三大高分子合成材料为代表的传统高分子工业;高分子科学与信息科学的学科交叉,产生了以光电磁功能高分子为代表的新兴学科领域-塑料光电子学;高分子科学与生命科学及环境科学的学科交叉,形成了以     

钠基蒙脱土在丁腈橡胶中的剥离分散及性能影响

制备、研究了超细全硫化粉末丁腈橡胶(UFPNBR)颗粒和剥离型钠基蒙脱土(Na-MMT)片层相互隔离、依附的UFPNBR/Na-MMT纳米复合粉末. 在新颖的UFPNBR/Na-MMT纳米复合粉末与丁腈橡胶(NBR)生胶混炼过程中, 借助纳米级UFPNBR颗粒与NBR生胶的良好相容性以及UFPNBR颗粒的助分散作用, 将与UFPNBR颗粒彼此隔离、依附的纳米级原生态Na-MMT良好分散在NBR基体中, 制备成硫化时间短、阻燃性能好的NBR/UFPNBR/Na-MMT三元纳米复合材料, 为实现高性能橡胶-黏土纳米复合材料的工业制备提供一种新的研究思路.     

高分子快离子导体

“材料科学”栏里介绍了两种新型材料:高分子快离子导体和机械粉末合金。《高分子快离子导体》与《机械合金化——一种崛起的粉末冶金法》两篇文章对上述材料的性质、优点以及工艺方法均作了介绍。     

ZrO_2纳米材料制备及其顺磁特性研究

自1986年Gleiter等关于纳米材料的结构和性能的首次报告以来,国际、国内广泛开展了纳米材料的制备及其性能研究。纳米晶体既不是长程有序,也不是短程有序的,而是具有全新固体结构的材料,因而有与晶体或非晶体完全不同的独特性质。又由于纳米粉末有大的比表面积,高的化学活性,可以在非常低的温度下制备出化学成分均匀、致密的陶瓷体。获得高纯,化学成分均匀、超细、团聚程度小的超微粉是保证氧化锆增韧陶瓷样品具有高强度,韧性及其可靠性的关键。本文报道用柠檬酸盐爆炸分解法制备ZrO_2纳米超微粉,与其它化学方法相比它具有粒子分布均匀,无团聚现象,有F心等特点。并研究其微结构和顺磁     

《天然高分子科学与材料》

本书较全面、系统地介绍了天然高分子的来源、结构、性能、功能以及材料改性．主要内容包括天然高分子科学与材料领域的基本概念、理论、表征方法以及化学和物理改性的途径．全书共收集1000多篇参考文献，汇集了天然高分子领域的国内外最新研究成果，     

用超声化学方法产生超细非晶态铁微粒

超细金属微粒是新材料的重要部分,是一种在纳米级范围内研究的新的物理状态,具有与人们通常所认识的“块状”材料不同的新的物理、化学特性,以及崭新的应用前景.因此国际上在发展新材料的计划中,都瞄准这一新的纳米科技的前沿领域,并促使其研究、开发和应用迅速发展.纳米级金属微粒的制备方法很多,大致可分为物理、化学和综合方法等.发展较快的有激光气相法、激光加热蒸气法和红外多光子解离法.本文研究用超声化学方法产生非晶态铁微粒.非晶态铁可作为耐腐蚀涂料、高磁性记录密度材料以及用于制造电力变压铁     

基于石墨烯开发的高分子复合材料在电磁屏蔽领域中的应用

电子与通讯设备广泛地应用于工业、商业、科学研究以及军事等领域,电磁辐射对人体健康造成不良的影响,使得电磁屏蔽一直是现代社会需要重视的一大问题,因此也催生了对不同类型的电磁屏蔽材料的制备与性能的研究.与传统的金属电磁屏蔽材料相比,以碳材料作为填料的高分子复合材料在电磁屏蔽领域有着自己独特的优势,包括重量轻、耐腐蚀、易加工、具有柔性以及可吸收频率范围广.石墨烯作为一种新型的二维纳米碳材料,具有极其优异的电学、力学和热力学性能,这些优异的性能使得石墨烯在与高分子材料形成复合材料后具有极佳的作为电磁屏蔽材料的潜质.此外,在航空航天、武器装备、军事防护、汽车工业以及微电子业中,对所使用的电磁屏蔽材料的热稳定性、力学性能也都有更高的要求.石墨烯-高分子复合材料比其他的含碳复合材料具有更大的优势来满足这些挑战.本文对应用于电磁屏蔽领域的石墨烯-高分子复合材料中石墨烯的制备方式进行分类,总结了目前此类复合材料的电磁屏蔽效能.     

高分子与能源

《高分子与能源》一文,就高分子材料是能耗最低的材料,高分子减阻剂与节能、高分子与石油开采、高分子与新能源等方面进行了论述。     

高压结晶聚乙烯的形态结构

60年代中期以来,用高压手段研究聚合物结构与性能一直是世界各国的热点,主要是针对聚乙烯、聚四氟乙烯等材料在0～0.70GPa压力范围内结晶的结构、形态、相图、伸直链(ECC)形成的机理与生长规律等方法进行了较深入的研究,取得了许多有意义的研究成果,发现了一大批新形态和新晶相,这些研究成果无疑是对高分子科学的重大贡献,构成了高分子形态学、结晶学、凝聚态物理的重要基础,也为高分子材料新的成型加工方法和新的应用领域指明了方向.     

LiCl/SiO_2多孔薄膜的湿敏特性

湿敏材料的开发与研究是传感器研究的重要领域.从材料的角度而言,湿敏材料主要包括电解质型、高分子型和陶瓷型3大类.氯化锂湿敏材料是典型的电解质型,早在70年代初期就已经实用化.其制作方法是将氯化锂溶液与聚乙烯醇溶液按一定比例混合,再利用混合溶液制备出湿敏薄膜.调节氯化锂与聚乙烯醇的比例,制出不同性质的膜,它们分别在不同的湿度范围内敏感.所以,要获得全湿范围内的敏感元件,必须将上述不同性质的膜以单元的形式组合.因此,使得传感器的成本很高,只限于在军事方面使用,民用化比较困难.众所周知,多孔二氧化硅具有很好的物理、化学稳定性,而且还可通过改变制备条件控制其显微结构.采用溶胶-凝胶技术可获得所需结构特性的多孔二氧化硅材料.本文偿试将氯化锂与多孔二氧化硅复合,获得了在全湿范围内具有敏感特性的湿敏薄膜材料.元件的响应、恢复特性很好,采用提拉法制备薄膜,方法简单,效果良好.     

固体氧化物燃料电池NiO/Y0.1Sm0.1Ce0.8O1.9阳极材料制备与表征

以硝酸盐和氧化物为原料,通过凝胶浇注法制备Y0.1Sm0.1Ce0.8O1.9(YSCO)电解质粉末,并将一定量的YSCO与NiO粉末机械混合均匀得到NiO-YSCO粉体,对YSCO粉末相组成及YSCO和NiO粉末的粒度进行了表征.以所获得的NiO-YSCO粉体为原料通过成型烧结制备Ni/YSCO阳极材料,并以NiO/YSCO为阳极材料、YSCO为电解质通过共压法制备SOFC单电池,对NiO/YSCO阳极烧结体和单电池的组织及性能进行了测试分析.实验结果表明,YSCO和NiO粉末的中位径d50分别为1.757和3.577-m,均为微米级.在1400℃烧结4h的NiO/YSCO烧结体的孔隙率为11.85%,还原后为20%.1400℃烧结的NiO/YSCO试样经还原得到的Ni/YSCO试样在800℃下的电导率约为250S/cm.以此为阳极的SOFC单电池性能良好,在700℃工作温度下,单电池的开路电压为0.689V,最大功率输出为153.1mW/cm2.