《超性能高分子自组装纳米材料》

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高分子纳米结构材料,在分离科学、涂料工业、微电子器件、药物控释以及生物体分子识别功能研究等方面具有重要理论意义和广阔应用前景。这一领域最重要的进展之一是在制备中成功地利用分子在一定条件下,通过弱相互作用自发形成纳米有序结构,进而运用化学处理,得到各种“永久”高分子纳米结构材料。该项目经多年基础研究,先后得到国家海外杰出青年合作基金、国家自然科学基金、天津市自然科学基金和教育部基金的资助。目前有两项重要成果可就其在某方面的应用,进行合作研究开发,以促进产业化进程。1. 超高效纳米吸附树脂超高效纳米吸附树脂是一种高分子纳米球粒材料,采用南开大学科研人员新近发展的分子组装法合成,其性质与常规微乳聚合、无皂聚合、分散聚合以及沉淀聚合等制备的纳米球粒材料不同,呈现出许多非凡超高效性能:(1)在良溶剂中,体积溶胀比高达一千倍以上;(2)其溶胀态具有耐高真空(-10-5 Torr)和抗强电子辐射的特性;(3)在水溶液中,对有机分子具有惊人的吸附性能,其可吸附-5×10<'5>倍于自身重量的青霉素分子!展现出高分子纳米球粒材料奇特的纳米效应;此外,由于高分子链的可修饰性,这一平台产品可望在环境保护、吸附分离、制药工业以及智能材料等诸多领域具有重大的应用前景,乃至在上述领域引发新的工业技术革命。2. 高分子/无机物复合纳米纤维利用三嵌段高分子自组装形成同心圆柱微相结构和适当的化学处理,锁定组装结构,并将无机物固载于同心圆柱中心,可制得各种杂化纳米纤维。南开大学科研人员对高分子/γ-Fe<,2>O<,3>杂化纳米纤维的制备、结构与性能,进行了系统而深入的研究。此种杂化纳米纤维具有带“须毛”的高分子壳层,纤维直径为-30nm,平均长度为1.0-1.5微米;可溶于高分子良溶剂,形成小矫顽力磁性液体;其无定型固态则呈现超顺磁性;特别是在强外场作用下,可组装形成高级有序结构—纳米纤维晶体,其形态包括十字形,四方形,六方性和四棱锥形等。此种杂化纳米纤维在纳米电磁器件等制备方面具有重要应用前景。该项目欢迎国内外企业投资,进行合作研究和应用开发。

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