浙江大学高分子合成与功能构造教育部重点实验室

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http://tac.polymer.zju.edu.cn/msfkeylab/

机构简介:

  实验室总体定位为:瞄准国内外高分子学科的发展前沿,依托浙江大学高分子学科,通过理工结合、学科交叉,围绕可控催化聚合、微结构与流变学、光电磁功能高分子、生物医用功能高分子和分离功能高分子五个研究方向开展基础研究及产学研合作,实现重要基础理论突破,发现高性能聚合物和新型功能材料的制备原理,解决重大技术难题,为国家和地方经济的发展及高分子人才的培养做出贡献。

  基础理论创新,推动产业转化。针对高分子纳米复合材料熔体黏度高、流体动力学等经典流变学理论难以有效指导加工、结构性能难以调控和优化等问题,开展了由流变学理论基础到功能纳米复合材料结构调控的创新研究,提出了“线性流变两相模型”和“非线性应变-浓度可分离原理”。发展了纳米粒子-高分子界面相互作用调控方法,发展了纳米纤维等制备与性能调控创新技术。推动合作企业杭州之江有机硅化工有限公司、贵州轮胎股份有限公司等企业的技术创新,,经济和社会效益显著,得到了国内外高度评价,被认为“是涉及纳米粒子聚集体载荷传递机制的少有的研究之一”,显著促进了高分子纳米复合材料流变理论的发展与制备技术的进步。

  合成方法创新,促进新材料涌现。在烯烃催化聚合、一碳单体催化共聚和功能单体催化开环聚合方面取得多项原创成果。实现了金属催化和有机催化氧硫化碳共聚反应。研制成功催化效率居当前国际领先水平的二氧化碳共聚反应新催化剂,解决了产业化瓶颈问题。发现了以乙烯为唯一单体制备高性能合成橡胶的新方法。提出了石墨烯纤维的多尺度结构缺陷协同控制原理,制得了性能国际领先的高强高模石墨烯纤维。通过化学掺杂和钙插层法分别制备了超高导电性石墨烯纤维和柔性石墨烯纤维超导体。高超教授获得了首届钱宝钧纤维材料青年学者奖。

  功能技术创新,实现材料高性能。通过聚合物分离膜材料表面单一离子化、两性离子化、正负聚电解质络合,以及基于贻贝仿生化学的表界面工程等新策略的建立,实现了膜表面微结构的精密构造、新型薄层复合纳滤膜的快速制备及其结构性能的精准调控。应邀出版中文专著《高性能分离膜材料》,获得浙江省自然科学一等奖等学术奖励。成果在沁园集团、河南迈纳等合作企业得到推广应用,为饮用水的安全保障发挥了重要作用,显著促进了膜科学与技术的发展。

  针对国家生命健康发展的重大需求,开展了从材料表面科学创新基础研究引导的生物医用功能材料研究。率先提出了通过材料梯度组成结构调控组织再生功能的新策略,发现了细胞竞争性在原位组织再生功能中的关键作用,并由此发展出一系列植介入材料和医疗器械表面修饰和涂层技术。心脏麻醉导管和超润滑导尿管两个产品实现产业化,具有原位再生功能的心血管冠脉支架进入临床试验,包括软骨和皮肤等多项技术进入或完成动物评价。为基于创新原理的新型植介入生物医用材料创新奠定了基础。

  针对国家在光伏新能源的战略需求,提出了在分子内引入三维空间结构和氢键等非共价键作用的有机光伏材料设计新策略,构筑了非稠环电子受体新材料体系,有效解决了纳米级相分离与强的π‒π共轭之间矛盾的关键科学问题,并通过界面修饰层和器件结构的一体化创新,多次获得了同类型聚合物太阳能电池效率的世界纪录,为实现有机光伏材料及器件的高性能化提供了低成本的材料支撑和系统化新技术,也为我国在这一前沿方向跃居世界领先水平作出了贡献。在唐本忠教授提出的聚集诱导发光(AIE)新概念、开创的新材料体系基础上,深刻阐明AIE机理,拓展AIE材料应用领域,相关的研究成果成为2017年国家自然科学奖一等奖的有力支撑。

  2014-2018年期间

  实验室共发表SCI论文982篇,EI论文402篇(其中400篇为SCI和EI双收录),出版专著4部;获授权国家发明专利207项;以第二完成单位获国家自然科学一等奖1项,以第一完成单位获省部级自然科学一等奖3项,以第二完成单位获省部级科学技术一等奖1项,省部级自然科学二等奖1项。实验室成员3人次入选教育部***等国家级人才计划,3人次入选国际学术学会会士。实验室成员获得了首届钱宝钧纤维材料青年学者奖。