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2023年3月2日，國際頂級學(xué)術(shù)期刊《Nature》刊發(fā)上海交通大學(xué)黃興溢教授團(tuán)隊與合作者的研究成果“Ladderphane copolymers for high temperature capacitive energy storage”。黃興溢教授和王慶教授為通訊作者，陳杰助理研究員、周垚博士和黃興溢教授為共同第一作者，上海交通大學(xué)為論文的第一完成單位。

本發(fā)明公開了一種１，１?二吡唑甲烷雙核錳聚合物，還提供了該化合物的制備方法及催化應(yīng)用。本發(fā)明具有工藝簡單、成本低廉、化學(xué)組分易于控制、重復(fù)性好并且產(chǎn)量高，催化效果優(yōu)良等優(yōu)點。

該專利產(chǎn)品是一種以多孔二氧化硅為基體，聚合物為增韌劑的多孔吸聲隔熱材料。由于該材料中含有大量的孔洞，因此具有很好的吸聲功能，對消除噪音具有很好的效果；同時由于孔洞內(nèi)部為空氣，該材料的隔熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他固體材料，并可根據(jù)需要，可以通過對孔隙率的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)導(dǎo)熱系數(shù)。 該材料成分及制備工藝與在合成的過程中伴隨著有機(jī)單體聚合，從而可達(dá)到無機(jī)物與聚合物在分子水平的結(jié)合，使該材料比其他無機(jī)材料具更大的韌性，同時聚合物具有一定的粘性，可以與鋼筋混凝土墻體很好的粘合，且其防火性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于有機(jī)材料。 將該材料作為隔熱填料與涂料樹脂相配合，配為隔熱涂料，將涂層涂覆于墻體表面，形成吸聲隔熱涂層。材料為白色粉末，與墻體顏色基本一致。 將制備的材料在壓機(jī)上與玻璃纖維復(fù)合壓制，可以形成隔熱板，由于板內(nèi)部有大量的孔洞，密度較低（約為450-600Kg/m3）,因此將其粘合到墻體不易脫落，即使脫落也不至于發(fā)生比較大的傷害。該材料的隔熱性能優(yōu)越，30mm厚的隔熱板的隔熱性能與350mm的水泥墻相當(dāng)，與400mm厚的粘土磚墻相當(dāng)。

剪切變稀是流體的一種流變學(xué)行為，某些流體在施加剪切力后，流體的粘度降低。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)不少天然產(chǎn)物及聚合物的溶液具有剪切變稀的特性，同時，剪切變稀性質(zhì)也得到廣泛應(yīng)用，如：大多數(shù)涂料被賦予剪切變稀特性，涂刷時，對涂料施加剪切力，涂料變稀，易于均勻地分散在被涂覆物表面，一旦停止涂刷，剪切力消失后，涂料粘度恢復(fù)到施加剪切力前的粘度，限制涂料自發(fā)流動，避免產(chǎn)生涂層不均一、流掛等現(xiàn)象。隨著剪切變稀性質(zhì)研究的深入，以及應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，對剪切變稀性能要求也在不斷提高，不時有具備剪切變稀性質(zhì)的聚合物設(shè)計合成出來。其中，聚丙烯酸因其易于合成、性能可調(diào)等優(yōu)點逐步在市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。疏水改性聚丙烯酸聚合物是聚丙烯酸剪切稀化劑的第二代產(chǎn)品。較第一代堿溶脹型聚丙烯酸剪切稀化性更容易控制，可調(diào)范圍更寬。盡管疏水改性聚丙烯酸聚合物剪切稀化性能可調(diào)范圍寬，但是市售產(chǎn)品并不能做到面面俱到，覆蓋整個需求范圍。本項目即根據(jù)需求方的提出的特殊性能要求開發(fā)特定疏水改性聚丙烯酸聚合物。 需求方性能要求如下： 1）與丙二醇有很好的相容性；2）剪切稀化指數(shù)（0.3rpm與30rpm的粘度比值）要求20℃≥15，-20℃≥10，且30rpm粘度值小于1000；3）粘度對鹽的敏感性高；4）耐剪切：2000rpm剪切5min，要求粘度損失小于10%；5）高溫穩(wěn)定性：要求80℃還能保持增稠效果。 目前市售疏水改性丙烯酸聚合物的均是針對水體系開發(fā)的，本項目要求與丙二醇有相容性，針對的不完全水體系，必須有特定結(jié)構(gòu)的聚合物才能滿足要求。 疏水改性丙烯酸聚合物在國外已經(jīng)有相關(guān)產(chǎn)品上市，但是作為產(chǎn)品，市場定位是應(yīng)用，這類產(chǎn)品是以功能化的角度進(jìn)入市場，比如：水性涂料增稠劑等。根據(jù)需求方提供的信息，市場上沒有專用除冰液增稠劑產(chǎn)品。由于生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)保密，無法從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面全面了解國外狀況，因此無法從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)判定市場上是否滿足需方要求的產(chǎn)品。 國內(nèi)還沒有見到疏水改性丙烯酸有影響力的產(chǎn)品，市售產(chǎn)品還僅為第一代的堿溶脹型聚丙烯酸。需求方試用了國內(nèi)所有產(chǎn)品，均不能達(dá)到性能要求。 從30年前提出部分疏水改性丙烯酸的理念后，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界有過大量研究，不過學(xué)術(shù)研究與產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)著眼點不同，現(xiàn)有的報道都是對結(jié)構(gòu)性能的一般規(guī)律性研究，體統(tǒng)合成制備方面研究報道很少。更重要的是尚未看到水-丙二醇體系的相關(guān)研究。 根據(jù)現(xiàn)有資料，疏水改性聚丙烯酸聚合物制備可以分為兩大類：合成法和改性法。合成法采用疏水性單體與丙烯酸共聚使聚合物結(jié)構(gòu)中帶有疏水性基團(tuán)；改性法用市售聚丙烯酸通過酯化方法在丙烯酸鏈上帶上疏水性基團(tuán)。合成法的優(yōu)點是可進(jìn)行分子設(shè)計，疏水性可調(diào)范圍寬、改性法的優(yōu)點是較合成法簡單，但是疏水可調(diào)性受限。疏水改性聚丙烯酸制備的工藝路線分為：1、沉淀法，聚合物結(jié)構(gòu)容易控制，高校科研單位以發(fā)文章為目的均采用此法。但是，該方法后處理極為繁瑣，通過環(huán)評難度較大；2、界面聚合法，工藝簡單，但是，產(chǎn)品質(zhì)量差，而且不穩(wěn)定；3、膠束共聚法，工藝也較為簡單，產(chǎn)品質(zhì)量雖然不如沉淀法好，但是，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；以上3條工藝路線為合成法。4、聚合物改性法，產(chǎn)品質(zhì)量較易控制，也較為穩(wěn)定，但是成本較高，后處理也較為復(fù)雜。 本研究組已有30多年的聚合物合成研究經(jīng)歷，承擔(dān)過多個聚合物制備類項目，涉及的單體基本為丙烯酸類，苯乙烯類。曾經(jīng)承擔(dān)過疏水改性丙烯酸的合成項目，用于油田高溫、高鹽地層的采油。對疏水改性丙烯酸聚合物合成有一定的經(jīng)驗。 本項目開發(fā)50L“較高剪切稀化指數(shù)的堿溶脹疏水改性聚丙烯酸聚合物”制備技術(shù)，制備的“較高剪切稀化指數(shù)的堿溶脹疏水改性聚丙烯酸聚合物”達(dá)到需求方提出的技術(shù)指標(biāo)。本項目采用疏水性單體與丙烯酸共聚的方法制備“較高剪切稀化指數(shù)的堿溶脹疏水改性聚丙烯酸聚合物”。該路線疏水性可調(diào)范圍寬，變化不同結(jié)構(gòu)的疏水性單體及含量即可加以調(diào)節(jié)。同時，剪切稀化指數(shù)也可以用此方法調(diào)節(jié)。采用膠束共聚工藝路線，生產(chǎn)過程易于控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

課題組開展形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的研究，自主研發(fā)了適用于航天環(huán)境的多種類、不同系列的形狀記憶聚合物材料，這些材料能滿足高低軌道等不同極端空間環(huán)境的需求。與形狀記憶合金不同，形狀記憶聚合物是一種激勵響應(yīng)聚合物材料（圖1），具有主動可控大變形（20%-500%）、驅(qū)動方式多樣、剛度可變等特性，可被設(shè)計成集驅(qū)動與承載功能一體化的部件，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，未來有望部分替代復(fù)雜的機(jī)電驅(qū)動系統(tǒng)。本次搭載的“基于形狀記憶聚合物智能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的可展開柔性太陽能電池系統(tǒng)”主要包括哈工大研制的形狀記憶復(fù)合材料鎖緊釋放機(jī)構(gòu)、形狀記憶聚合物復(fù)合材料可展開梁和上海空間電源研究所研制的柔性太陽能薄膜電池。基于復(fù)合材料力學(xué)理論和結(jié)構(gòu)精細(xì)化設(shè)計，形狀記憶聚合物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)柔性太陽能電池的鎖緊、釋放和展開，及展開后高剛度可承載等功能。

本發(fā)明涉及一種具有高d33無鉛壓電陶瓷與聚合物和鹽壓電復(fù)合材料及其制備方法,屬于壓電復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。按(1-x)(LiaNabK1-a-b)(Nb1-cSbc)O3-xABO3-yM組分配料,采用傳統(tǒng)陶瓷制備工藝制備好鈮酸鈉鉀基無鉛壓電陶瓷粉料;再將陶瓷粉料與聚合物聚偏氟乙烯和鹽按設(shè)計比例混合,接著將混合粉料經(jīng)冷壓成型后加溫處理,再在其表面濺射金電極,硅油浴中極化后測試其壓電復(fù)合材料樣品的壓電性能d33;最后將樣品放置在空氣中,再測試其樣品壓電性能d33。結(jié)果表明,加鹽的鈮酸鈉鉀基無鉛壓電陶瓷-聚合物壓電復(fù)合材料的d33比未加鹽的d33有大幅度提高。

本發(fā)明公開了一種具有細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)仿生的兩親性接枝共聚物,所述共聚物的主鏈為殼聚糖，側(cè)鏈分別為親水的磷酸膽堿和疏水的脂肪酸;本發(fā)明所制備的兩親接枝共聚物具有細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)仿生的特點：磷酸膽堿分子模擬細(xì)胞膜中磷脂分子的頭部，殼聚糖的糖單元模擬細(xì)胞膜上糖脂分子的頭部，疏水的脂肪酸則模擬磷脂和糖脂分子的疏水碳鏈。所述共聚物具有良好的生物相容性和親水性。在作為納米藥物載體時，既能夠阻抗蛋白質(zhì)的非特異性粘附，又能容易地被病灶細(xì)胞內(nèi)吞。此外，該接枝共聚物能夠穩(wěn)定的分散在高鹽度和廣泛pH條件下。本發(fā)明同時還提供了制備所述共聚物的方法，操作簡單，成本低，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率較高。

何鳳課題組實現(xiàn)了有機(jī)太陽能電池效率和穩(wěn)定性的雙重提高。目前何鳳課題組研制的氯取代聚合物太陽能電池能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到11.2％，是富勒烯類有機(jī)太陽能電池體系最高效率之一。 何鳳教授介紹，氯原子具有較強(qiáng)的電負(fù)性和原子半徑，能夠在更大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)分子的能級結(jié)構(gòu)，提高有機(jī)太陽能電池的開路電壓和效率。同時，氯原子在外圍有空的3d軌道，可以賦予電子單元或共軛體系更強(qiáng)的相互作用，同時可通過這種強(qiáng)的分子間相互作用有效地調(diào)節(jié)材料的薄膜穩(wěn)定性，使其器件使用壽命長于其他太陽能電池。 此外，氯取代策略在合成上相對容易而且原材料價格較低，因此在工業(yè)生產(chǎn)過程中能夠大大節(jié)約成本，有利于太陽能電池的批量生產(chǎn)和商業(yè)化推廣。

本發(fā)明公開了一種新的含多膦酸端基的兩性離子聚合物及其制備方法和用途。本發(fā)明含多膦酸端基的兩性離子聚合物具有如式（Ⅰ）所示的結(jié)構(gòu)：式（Ⅰ）中，10≤n≤37。本發(fā)明含多膦酸端基的兩性離子聚合物可用于金屬氧化物表面接枝改性，使改性表面具備優(yōu)異親水、抗蛋白質(zhì)吸附能力、抗細(xì)菌附著能力，特別適用于含金屬氧化物表面的醫(yī)用生物材料表面的快速改性修飾，提高材料的生物相容性、抗細(xì)菌附著和表面潤滑能力。