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科技前沿

《Nature》刊发北航科研成果 解决超强材料难题
来源:中国网  2020-04-10 14:18:19
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-288-9330.html
  4月8日,《Nature》以在线全文Article的形式发表了北京航空航天大学化学学院教授刘明杰课题组在超强材料方面的最新研究成果“Layered nanocomposites by shear-flow-induced alignment of nanosheets”。
 
  生物材料,例如骨骼,牙齿,贝壳等,其内部的高度有序结构及其连接的有机物基底共同作用,使这些材料表现出优异的强度、模量及断裂韧性。科学家们做出了很多尝试去模仿这些自然界中的精巧构造来进行层状结构材料的仿生制备。
 
 
  然而,目前方法存在的一些缺陷限制了其实际应用。一方面,无法实现具有长程取向结构复合材料的大规模制备。另一方面,对于多组分纳米材料增强体系,无法避免在制备过程中纳米材料团聚的问题,因而会降低所制备纳米复合材料的力学性质。因此,连续大规模制备超强层状结构纳米复合材料仍然是该领域的挑战之一。
 
  为解决上述难题,北京航空航天大学化学学院刘明杰教授课题组提出了基于极稀反应溶液的液体超铺展制备策略。该研究发展了一种基于液体超铺展制备层状结构复合膜制备的新方法,解决了层状结构复合材料无法大面积连续制备的难题。并提出了无机纳米限域空间内高分子链的运动受限是导致复合材料超高力学性能的科学机理。该工作为仿生材料的结构设计及大规模生产提供了新的解决途径。
 
  该工作得到了国家重点研发项目(2017YFA0207800)、国家杰出青年自然科学基金(21725401)、国家自然科学基金(21988102, 21774004)、和教育部111引智计划(B14009)等的资助。
 
  北京航空航天大学化学学院刘明杰教授课题组成员
 
  赵创奇:北航化学学院博士后,2015年硕士毕业于北京航空航天大学化学学院,获优秀毕业生称号。同年继续在北航化学学院攻读博士学位,导师为江雷院士和刘明杰教授。2019年博士毕业后继续在北航博士后流动站开展相关研究。主要进行仿生凝胶的制备及性能研究,利用凝胶表面超浸润性进行相关仿生制备等。目前共发表SCI论文10余篇,申请国家发明专利2项。
 
  周嘉嘉:北航化学学院副教授,北京航空航天大学化学学院副教授、博士生导师。主要从事软物质理论、计算和模拟研究,发展软物质体系的非平衡动力学方法,探索通过调节动态过程来优化高分子和软物质体系的材料性能。近年来在国际期刊Phys. Rev. Lett., Macromolecules, Soft Matter上发表论文40余篇,主持国家自然科学基金两项。
 
  刘明杰:北航化学学院教授,北京航空航天大学化学学院教授、长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者。主要从事仿生高分子复合凝胶的研究,并开展了其在防污减阻、软体机器人及可穿戴设备等领域的应用探索。近年来在Nature, Nat. Rev. Mater., Nat. Commun., Sci. Adv., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等共发表SCI论文90余篇。先后主持国家重点研发计划、国家自然科学基金、国防科技创新特区等科研项目。目前担任中国化学会高分子学科委员会委员,学术期刊《高分子学报》、《Polymer》、《Giant》编委等职务。曾获国际仿生工程学会杰出青年奖,中国化学会纳米化学新锐奖,日本理化学研究所研究创新奖等。
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-288-9330.html