中科院化学所一项目获2013年度国家自然科学奖二等奖

2014-04-09 17:03:17 admin 356
来源:北京市科学技术委员会 / 时间:2014-1-16 14:57:17
  据中科院化学所网2014年1月14日讯 1月10日,2013年度国家科技奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。中共中央政治局委员、国务院副总理刘延东在大会上宣读了《国务院关于2013年度国家科学技术奖励的决定》。习近平总书记、李克强总理等党和国家领导人分别向获得国家*高科学技术奖、国家自然科学奖、国家技术发明奖和国家科技进步奖的代表颁发了奖励证书。
  由化学所杨振忠、徐坚和陈永明研究员共同完成的“高分子复合材料微加工制备及其物理与化学问题”项目荣获国家自然科学二等奖。
  获奖项目:高分子复合材料微加工制备及其物理与化学问题
  主要完成人:杨振忠(中国科学院化学研究所),徐坚(中国科学院化学研究所),陈永明(中国科学院化学研究所)
  推荐单位:中国科学院
  获奖等级:国家自然科学奖二等奖
  项目简介:
  高分子多尺度复合是深入理解高分子链结构和宏观性能的关键,直接影响复合材料功能化和系统集成化的发展趋势。相关研究主要涉及高分子复合材料的微加工制备方法学,其中的两个关键科学问题:多组份多尺度空间分布和形态精细控制方法及其物理与化学。自2000年起,项目组围绕以上关键问题展开系列研究,面向复杂性复合颗粒和纳米孔复合膜复合材料两种典型形态,发展了模板合成微加工方法,控制宏观形态;通过软物质(高分子凝胶和嵌段共聚物)的特殊作用,诱导物质定位生长,实现多组份多尺度空间分布的精确调控,系统研究了其物理与化学问题,主要科学发现如下:
  (1)首次提出高分子凝胶模板制备复合中空微球新方法,并拓展到阵列体系。以凝胶核/壳结构为模板,通过高分子凝胶诱导功能物质定位优先生长机理,并基于凝胶的可渗透性和易复合等特点,解决了复合中空微球材料空腔尺寸和壳层厚度连续调控的难题,已成为制备中空微球的广泛使用方法;进一步拓展到三维,制得中空微球阵列体系;发现多重物理与化学协同机制(如催化、静电作用和离子交换等)对上述过程的调控作用,表明方法的普适性;首次将氢键、共价键组装技术从二维扩展到三维,制得高分子凝胶中空微球模板。 

 

膜分离设备


  (2)以微球形态为研究对象,进一步实现了多组份空间位点的精确控制和功能严格分区。以凝胶中空微球为模板,控制凝胶位点分布,实现物质复合的空间分布和形态的精确控制(如单层/双层,表面微突等),无需去除模板;利用Pickering乳液界面保护,在胶体颗粒表面实现组成和功能的严格分区(即Janus颗粒);基础推动应用,凝胶诱导复合方法和组成/功能分区概念进一步拓展,制得系列微胶囊(相变、阻燃等)并实现中试,部分产品在关键领域得到应用。
  (3)以多孔膜形态为研究对象,首次报道了介孔复合膜材料。以多孔氧化铝膜为模板,在其通道中进行嵌段高分子与无机物溶胶/凝胶共组装,制备了介孔复合膜材料和相应的一维有序介孔材料,深入研究了介孔结构的演变过程和模板孔通道化学场对介孔复合材料微结构的影响。国际同行高度评价,认为该研究为深入研究物质在纳米尺度受限空间的聚集态结构演化和制备功能分离膜材料奠定了基础;合成了系列可凝胶化的嵌段聚合物,研究了其组装规律,为制备介孔复合膜材料提供了基本构筑单元。
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