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聚合物多層光學(xué)膜代表著光學(xué)膜技術(shù)的最高水平，在光電 子相關(guān)產(chǎn)業(yè)有廣泛的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品市場(chǎng)完全被美國(guó) 3M、日本東麗等跨國(guó)公司所壟斷。項(xiàng)目擬通過(guò)設(shè)計(jì)一維、二維光子晶體結(jié)構(gòu)，利用光子晶體結(jié)構(gòu)的禁帶實(shí)現(xiàn)不同能量的光子進(jìn)行選擇性透過(guò)，來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的光譜選擇（例如紅、藍(lán)光雙帶通濾波器）和偏振態(tài)調(diào)控。產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)化，可填補(bǔ)國(guó)產(chǎn)高端光學(xué)膜產(chǎn)品市場(chǎng)空白。 

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們健康意識(shí)的提高，生物材料在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。各種人工生物材料如，人工導(dǎo)尿管、人工體腔引流管、人工靜脈導(dǎo)管、人工血液透析或腹膜透析管、人工氣管插管、人工心臟瓣膜、人工骨、人工聲帶等廣泛使用。統(tǒng)計(jì)顯示，全球每年有上百萬(wàn)的生物材料制成的醫(yī)療裝置植于體內(nèi)，僅在北美每年的尿路導(dǎo)管（urethral cathers and urinary stents）的使用量就高達(dá)1億支。但是，生物材料在給臨床治療帶來(lái)便捷的同時(shí)，仍存在某

配位聚合物是由無(wú)機(jī)金屬中心與橋連的有機(jī)配體通過(guò)自組裝相互連接，形成的一類(lèi)具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶態(tài)多孔材料。 一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專(zhuān)業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 祝渙鈞 化學(xué)與化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè) 2019年9月至2023年6月 吳凌志 化學(xué)與化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè) 2019年9月至2023年6月 鄭毅 化學(xué)與化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè) 2019年9月至2023年6月 王梓 化學(xué)與化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè) 2019年9月至2023年6月 武辰禹 化學(xué)與化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè) 2019年9月至2023年6月 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專(zhuān)業(yè) 職務(wù)/職稱(chēng) 研究方向 覃玲 化學(xué)與化工學(xué)院 副教授 多功能配位聚合物材料的合成及應(yīng)用研究 四、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 配位聚合物是由無(wú)機(jī)金屬中心與橋連的有機(jī)配體通過(guò)自組裝相互連接，形成的一類(lèi)具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶態(tài)多孔材料。它具有多樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且稀疏多孔，密度較低。這些特點(diǎn)使得它在吸附，催化，儲(chǔ)能的各個(gè)方面有著優(yōu)良的效果。 本項(xiàng)目主要目的在于合成鈷/鎳基配位聚合物，選擇合適的有機(jī)配體與金屬離子鈷/鎳通過(guò)配位鍵構(gòu)筑得到鈷鎳基配位聚合物，利用單晶衍射、元素分析、紅外光譜等方法對(duì)其結(jié)構(gòu)及組成進(jìn)行表征，或者通過(guò)合成和摻雜的方式，調(diào)控它的析氫性能，設(shè)計(jì)出高催化活性和穩(wěn)定性、低成本的非貴金屬催化劑。 項(xiàng)目組成員通過(guò)設(shè)計(jì)選擇有機(jī)配體與金屬離子，通過(guò)溶劑熱方法合成了多種金屬有機(jī)框架材料，并將其熱解得到衍生材料。通過(guò)線性伏安掃描法等多種實(shí)驗(yàn)方法測(cè)試了它們的電催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始電位為-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通過(guò)摻雜Zn2+后，過(guò)電位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我們還合成了一種對(duì)金屬離子（Fe3+）與抗生素（加替沙星）有明顯檢測(cè)效果的鋅基材料，可作為多功能探針檢測(cè)水中金屬離子和抗生素的殘余量。由于化合物沒(méi)有催化位點(diǎn)，我們通過(guò)摻雜鈷金屬的方式，改善了它的電催化析氫性能，使它具有較低的初始電位(-423 mV)、較低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和較好的循環(huán)穩(wěn)定性。 項(xiàng)目為研究高性能和穩(wěn)定性的HER電催化劑及金屬離子和抗生素?zé)晒馓结槻牧系脑O(shè)計(jì)合成提供了可行的思路。

本技術(shù)充分利用材料中的可配位基團(tuán)，如腈基 (C≡N) 、酯基 (O=C-0) ，同金屬陽(yáng)離子進(jìn) 行配位交聯(lián)，創(chuàng)建了一個(gè)新的非共價(jià)鍵交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)體系。由于金屬配位的鍵能高于氫鍵鍵能， 而且變化范圍也比較大，因此通過(guò)配位交聯(lián)所獲得的材料的力學(xué)性能優(yōu)于通過(guò)氫鍵組裝的橡膠 材料；由于配位鍵的鍵能低于共價(jià)鍵，可以在一定情況下破壞配位交聯(lián)而不影響聚合物材料的 主鏈結(jié)構(gòu)；配位鍵具有電、磁特性及非線性光學(xué)特性，通過(guò)選擇不同配位數(shù)和配位方式的金屬 離子，調(diào)節(jié)金屬離子的濃度，改變加工溫度和時(shí)間等方法控制聚合物的交聯(lián)程度和交聯(lián)密度， 實(shí)現(xiàn)了聚合物微觀結(jié)構(gòu)和材料最終使用性能按需要進(jìn)行調(diào)控；金屬離子同橡膠材料的配位是直 接在材料加工過(guò)程中一步實(shí)現(xiàn)，工藝簡(jiǎn)單；這種配位交聯(lián)橡膠的添加劑和加工過(guò)程也無(wú)污染， 且?guī)缀醪恍枰渌鷦且环N環(huán)境友好的高性能、多功能材料，降低了對(duì)環(huán)境的污染和產(chǎn)品 的成本。無(wú)炭黑添加的配位交聯(lián)NBR的拉伸強(qiáng)度可超過(guò)60MPa，伸長(zhǎng)率達(dá)到1000﹪，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于 硫磺交聯(lián)、炭黑補(bǔ)強(qiáng)的NBR (拉伸強(qiáng)度通常為20Mpa，伸長(zhǎng)率<500%) 。而且由于金屬離子的引 入，橡膠材料也具有了一些特殊的性能，例如更加優(yōu)良的耐油性及同金屬材料很好的粘接性 等。這些結(jié)果表明金屬配位交聯(lián)的綠色橡膠具有很高的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了一種具有規(guī)整垂直孔道多孔膜的制備方法，主要是以嵌段共聚物為原料，利用溶劑蒸汽退火形成垂直的微相結(jié)構(gòu)，再選擇性溶脹將分散相轉(zhuǎn)化為孔道。溶劑蒸汽退火是將聚合物膜暴露于溶劑蒸汽中，溶劑分子進(jìn)入膜內(nèi)部，促進(jìn)分子鏈運(yùn)動(dòng)，形成規(guī)整排列的分相，具有室溫下可操作、簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。選擇性溶脹致孔是一種物理方法，該過(guò)程不存在化學(xué)反應(yīng)，無(wú)質(zhì)量損失，可以根據(jù)溶脹條件有效調(diào)控孔徑。孔徑可在10-50nm范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，膜厚可在20nm-50微米之間調(diào)節(jié)。

據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全世界每年死于細(xì)菌感染的人數(shù)已超過(guò)1700萬(wàn)人。從歷次疾病流行的教訓(xùn)中，人們清楚地認(rèn)識(shí)到,有害細(xì)菌的傳播能通過(guò)各種途徑迅速蔓延。因此，這就迫切需要開(kāi)發(fā)用于日常生活的抗菌材料解決憂關(guān)人們健康的難題，例如：各種衛(wèi)生紙巾、擦拭紙、食品包裝材料、醫(yī)藥包裝、過(guò)濾、口罩或面罩、一次性醫(yī)療用品、包裝標(biāo)簽等。然而,傳統(tǒng)的上述材料并不具備殺菌功能。行之有效的方法就是讓材料或紙張表面具有自然抑制或阻止病菌生長(zhǎng)和傳播的能力。抗菌材料，其性能是破壞病菌

變色玻璃（又稱(chēng)智能玻璃）是能夠按照人們的需求改變光線進(jìn)入（射出）強(qiáng)度和能量的功能化玻璃。通過(guò)對(duì)光線的調(diào)節(jié)可以使室內(nèi)亮度和溫度保持在合適的范圍，改善了生活質(zhì)量也降低了能耗。這在當(dāng)今全球能源緊缺的情況下更是意義重大。各發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)該領(lǐng)域的研發(fā)工作都非常重視。目前變色玻璃主要在美、日、韓等國(guó)生產(chǎn)，在歐、美、日有著廣泛應(yīng)用。國(guó)外變色玻璃已開(kāi)始代替建筑玻璃用于各種建筑的門(mén)、窗、天棚。而且，變色玻璃

課題組此前在國(guó)際上率先開(kāi)展了酰亞胺基n-型高分子半導(dǎo)體材料的研究。目前，酰亞胺基高分子已經(jīng)逐漸發(fā)展成為重要的n-型半導(dǎo)體材料，能夠?qū)崿F(xiàn)全聚合物太陽(yáng)能電池領(lǐng)域中的最高能量轉(zhuǎn)化效率。盡管酰亞胺基高分子半導(dǎo)體取得了巨大成功，但其對(duì)太陽(yáng)能光的吸收不足是限制其性能進(jìn)一步提升的瓶頸。 針對(duì)此問(wèn)題，課題組開(kāi)發(fā)了基于苯并噻二唑的新穎n-型高分子半導(dǎo)體，該半導(dǎo)體具有對(duì)太陽(yáng)光更為有效的吸收，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)8%

本成果涉及一種石墨烯在全氟烷氧基樹(shù)脂（PFA）聚合物基材中定向排布的導(dǎo)熱新材料。其復(fù)合材料熱導(dǎo)率在平行于石墨烯排布方向，可達(dá) 25 W/(m·K) 以上，是原聚合物基材全氟烷氧基樹(shù)脂（PFA）熱導(dǎo)率的約 100 倍

聚合物材料流變特性綜合測(cè)試系統(tǒng)是一種積木式、高性能測(cè)試平臺(tái)，可以在接近于真實(shí)加工狀態(tài)下測(cè)試聚合物材料的流變特性。能夠方便地構(gòu)成轉(zhuǎn)矩流變儀、螺桿擠出式毛細(xì)管流變儀等多種實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，功能豐富，測(cè)試精度高，動(dòng)態(tài)范圍大。