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聚合物多層光學膜代表著光學膜技術的最高水平，在光電 子相關產業有廣泛的應用，國內產品市場完全被美國 3M、日本東麗等跨國公司所壟斷。項目擬通過設計一維、二維光子晶體結構，利用光子晶體結構的禁帶實現不同能量的光子進行選擇性透過，來實現復雜的光譜選擇（例如紅、藍光雙帶通濾波器）和偏振態調控。產品的實現和產業化，可填補國產高端光學膜產品市場空白。 

隨著科學技術的發展和人們健康意識的提高，生物材料在臨床醫學上的應用也越來越廣泛。各種人工生物材料如，人工導尿管、人工體腔引流管、人工靜脈導管、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。統計顯示，全球每年有上百萬的生物材料制成的醫療裝置植于體內，僅在北美每年的尿路導管（urethral cathers and urinary stents）的使用量就高達1億支。但是，生物材料在給臨床治療帶來便捷的同時，仍存在某

配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。 一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 祝渙鈞 化學與化工學院應用化學專業 2019年9月至2023年6月 吳凌志 化學與化工學院應用化學專業 2019年9月至2023年6月 鄭毅 化學與化工學院應用化學專業 2019年9月至2023年6月 王梓 化學與化工學院應用化學專業 2019年9月至2023年6月 武辰禹 化學與化工學院應用化學專業 2019年9月至2023年6月 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 覃玲 化學與化工學院 副教授 多功能配位聚合物材料的合成及應用研究 四、項目簡介 配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。它具有多樣的拓撲結構，并且稀疏多孔，密度較低。這些特點使得它在吸附，催化，儲能的各個方面有著優良的效果。 本項目主要目的在于合成鈷/鎳基配位聚合物，選擇合適的有機配體與金屬離子鈷/鎳通過配位鍵構筑得到鈷鎳基配位聚合物，利用單晶衍射、元素分析、紅外光譜等方法對其結構及組成進行表征，或者通過合成和摻雜的方式，調控它的析氫性能，設計出高催化活性和穩定性、低成本的非貴金屬催化劑。 項目組成員通過設計選擇有機配體與金屬離子，通過溶劑熱方法合成了多種金屬有機框架材料，并將其熱解得到衍生材料。通過線性伏安掃描法等多種實驗方法測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通過摻雜Zn2+后，過電位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我們還合成了一種對金屬離子（Fe3+）與抗生素（加替沙星）有明顯檢測效果的鋅基材料，可作為多功能探針檢測水中金屬離子和抗生素的殘余量。由于化合物沒有催化位點，我們通過摻雜鈷金屬的方式，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)和較好的循環穩定性。 項目為研究高性能和穩定性的HER電催化劑及金屬離子和抗生素熒光探針材料的設計合成提供了可行的思路。

本技術充分利用材料中的可配位基團，如腈基 (C≡N) 、酯基 (O=C-0) ，同金屬陽離子進 行配位交聯，創建了一個新的非共價鍵交聯的網絡體系。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，因此通過配位交聯所獲得的材料的力學性能優于通過氫鍵組裝的橡膠 材料；由于配位鍵的鍵能低于共價鍵，可以在一定情況下破壞配位交聯而不影響聚合物材料的 主鏈結構；配位鍵具有電、磁特性及非線性光學特性，通過選擇不同配位數和配位方式的金屬 離子，調節金屬離子的濃度，改變加工溫度和時間等方法控制聚合物的交聯程度和交聯密度， 實現了聚合物微觀結構和材料最終使用性能按需要進行調控；金屬離子同橡膠材料的配位是直 接在材料加工過程中一步實現，工藝簡單；這種配位交聯橡膠的添加劑和加工過程也無污染， 且幾乎不需要其他助劑，是一種環境友好的高性能、多功能材料，降低了對環境的污染和產品 的成本。無炭黑添加的配位交聯NBR的拉伸強度可超過60MPa，伸長率達到1000﹪，遠遠優于 硫磺交聯、炭黑補強的NBR (拉伸強度通常為20Mpa，伸長率<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，例如更加優良的耐油性及同金屬材料很好的粘接性 等。這些結果表明金屬配位交聯的綠色橡膠具有很高的實用價值和廣闊的應用前景。

本項目開發了一種具有規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構，再選擇性溶脹將分散相轉化為孔道。溶劑蒸汽退火是將聚合物膜暴露于溶劑蒸汽中，溶劑分子進入膜內部，促進分子鏈運動，形成規整排列的分相，具有室溫下可操作、簡單方便的特點。選擇性溶脹致孔是一種物理方法，該過程不存在化學反應，無質量損失，可以根據溶脹條件有效調控孔徑。孔徑可在10-50nm范圍內連續調節，膜厚可在20nm-50微米之間調節。

據世界衛生組織統計，全世界每年死于細菌感染的人數已超過1700萬人。從歷次疾病流行的教訓中，人們清楚地認識到,有害細菌的傳播能通過各種途徑迅速蔓延。因此，這就迫切需要開發用于日常生活的抗菌材料解決憂關人們健康的難題，例如：各種衛生紙巾、擦拭紙、食品包裝材料、醫藥包裝、過濾、口罩或面罩、一次性醫療用品、包裝標簽等。然而,傳統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和傳播的能力。抗菌材料，其性能是破壞病菌

變色玻璃（又稱智能玻璃）是能夠按照人們的需求改變光線進入（射出）強度和能量的功能化玻璃。通過對光線的調節可以使室內亮度和溫度保持在合適的范圍，改善了生活質量也降低了能耗。這在當今全球能源緊缺的情況下更是意義重大。各發達國家對該領域的研發工作都非常重視。目前變色玻璃主要在美、日、韓等國生產，在歐、美、日有著廣泛應用。國外變色玻璃已開始代替建筑玻璃用于各種建筑的門、窗、天棚。而且，變色玻璃

課題組此前在國際上率先開展了酰亞胺基n-型高分子半導體材料的研究。目前，酰亞胺基高分子已經逐漸發展成為重要的n-型半導體材料，能夠實現全聚合物太陽能電池領域中的最高能量轉化效率。盡管酰亞胺基高分子半導體取得了巨大成功，但其對太陽能光的吸收不足是限制其性能進一步提升的瓶頸。 針對此問題，課題組開發了基于苯并噻二唑的新穎n-型高分子半導體，該半導體具有對太陽光更為有效的吸收，實現了超過8%

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

聚合物材料流變特性綜合測試系統是一種積木式、高性能測試平臺，可以在接近于真實加工狀態下測試聚合物材料的流變特性。能夠方便地構成轉矩流變儀、螺桿擠出式毛細管流變儀等多種實驗測試系統，功能豐富，測試精度高，動態范圍大。