高分子学科方向定位为“一基础、三应用”。

一基础：“聚合物分子设计与合成”；

三应用：“生物医用高分子材料”、“高性能高分子材料”和“功能高分子材料”。

   

 

聚合物分子设计与合成（张阿方课题组）

 

聚合物分子刷

 

Synthesis and Properties of Polymer Bottlebrushes

This research involves the design and synthesis of rigid polymers with well-defined chemical structure. The ultimate goal is to control the self-assembly process to form well-ordered 2D or 3D networks. Unique physical properties associated with the self-assembled polymeric networks based on oligopeptides are possible and may find important applications. 

                                                                      


 

树形聚合物

 

Dendronized Polymers: Synthesis, Characterization and Applications

The objective of this research direction is to develop a new polymer-based nano-objects for functional materials, such as nano-catalysis, optic-electro, and ion conductive materials. This research involves the synthesis of dendritic macromonomers, transition metal catalysis, controlled (or living) polymerizations, and polymer structure characterizations.

                                      

 

 

智能聚合物

 

Stimuli-responsive Polymers

The research includes organic and bio-organic based polymers with stimuli-responsive functional materials, such as polypeptides and oligoethylene-glycol based system. This direction is aiming at developing novel smart materials. To understand the phase transitions on individual molecular level is another key issue involved.

                                                                                           


  

生物医用和环境友好高分子材料（尹静波课题组） 

 

组织工程支架材料

 

软骨是人体最容易受到损伤的组织之一，由于软骨组织内无血管，软骨层损伤的修复能力十分有限，用组织工程方法可望为临床修复关节软骨缺损提供一种新的治疗方法。支架材料是组织工程基础，它不仅为细胞提供结构支撑，而且起模板作用，引导组织再生和控制组织结构。因此寻找合适支架材料成为组织工程研究的重要课题。课题组以聚氨基酸为基体，构建一系列具有优良生物相容性、可降解性和力学性能的可降解组织工程支架，对软骨细胞和骨髓间充质干细胞在材料上的黏附与增殖进行定量、定性评价，同时利用构建的细胞-支架复合物进行兔关节软骨全层缺损修复实验，并通过组织学、免疫酶联等方法检测修复效果。 

                                                                  

 

 

药物缓释微球

 

以聚氨基酸为担载材料，通过层层自组装法（LbL）构建空心和多孔靶向微胶囊。                            

                                             



 

环境友好材料（聚乳酸）的改性研究

 

环境污染、资源紧缺、温室效应是人类生存和发展面临的严峻问题，这些问题的出现也为材料工作者开发新材料提出新的课题。聚乳酸是一种以玉米、木薯、秸秆等可再生植物为原料经过化学合成制备的生态环境材料，具有生物可降解性，属于低碳绿色材料，具有良好的加工性能，但是聚乳酸存在如下缺点：（1）脆性较大，抗冲击性差，抗冲强度往往不能满足应用要求；（2）聚乳酸的降解周期难于控制；（3）结晶过程非常缓慢，加工性能差、成型周期长、脱模困难；（4）透明制品使用温度低，耐热性差，热变形温度仅为54-60℃。课题组 以此为研究开发环境友好材料出发点，从2004年开始从事聚乳酸改性研究，取得一系列研究成果，申请发明专利10项，授权专利2项。目前已开发出聚乳酸薄膜材料、耐热性天然纤维/聚乳酸复合材料、耐热透明聚乳酸复合材料、高性能聚乳酸复合材料和聚乳酸成核剂。

                                                                              

           


 

高分子金属配合物及其应用（刘引烽课题组）


 

高分子负载纳米催化剂

 

一、制备热力学与动力学

运用高分子金属络合物为前体，采用配位转化法制备纳米金属或其化合物。实验证明配位转化法在纳米金属及其化合物制备方面具有普适性。纳米材料的结构取决于高分子金属络合物的配位稳定常数、以及转化过程的动力学参数。对于运用配位转化法制备纳米硫化物过程，提出了分层扩散的动力学模型（LDM），获得了与实验相吻合的动力学方程；通过理论模型与实验结果的联系，可以推算硫离子在配合物膜中的扩散速率，并可预测纳米金属或金属化合物的粒径。

                                                

   二、 高分子效应研究

高分子金属络合物在催化反应中由于存在高分子效应，使其具有独特的高效或高选择性催化能力。本课题组着重研究催化加氢体系中的高分子效应，建立了相互作用参数与催化反应速率间的关系；证明双负载体系中高分子在无机SiO2表面的包覆层厚度对催化反应活性有影响，存在最佳包覆层厚度，发现当聚合物在SiO2表面形成单层包覆时，可以获得最佳的催化活性。

                                        

   三、人工光合作用研究

紫硫菌的光合作用提示我们硫化物在光合作用方面具有独特的优势。本课题组采用聚合物/纳米硫化物作光催化剂，开展人工光合作用研究。所用聚合物具有从非共轭到共轭的不同结构，并采用不同的金属离子进行掺杂，以调节复合光催化剂的光响应特性及电荷转移能力，研究复合光催化剂的电子结构、界面形态以及相互作用参数等因素，对其光响应性、电化学性能及人工光合作用性能的影响，从理论上揭示人工光合作用的机理，为开发高效催化CO2还原和光解水制氢的光催化剂。目前，本课题组所能达到的CO2转化率在10-5~10-4mol/g/h。

                                         

 
 

 

高分子吸附剂

 

丝瓜络是我国广泛种植的特有农副产品，具有两亲性及良好的吸附、脱附再生性能，是环保、优良的天然吸附分离材料。其宏观和微观两个层次上的多孔性物理结构相似性，及粗糙的表面结构形貌均体现了其表面结构的分形特征。本课题组针对丝瓜络的结构特征，对金属、有机物的吸附性能，及对混旋体的拆分展开研究。通过对丝瓜络进行化学改性，从提高表面极性和降低表面极性两个方面，比较化学改性前后丝瓜络对一系列金属、有机物和混旋体的吸附和分离性能，从物理结构和化学结构两方面考察其对吸附规律的影响，分析和研究丝瓜络的吸附特性与其表面化学和物理结构间的关系，可以揭示丝瓜络具有良好的吸附功能的结构本质，为吸附功能高分子的结构设计提供天然吸附材料的结构模型。

 

                                       


 

    


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