聚合物多层光学膜代表着光学膜技术的最高水平，在光电 子相关产业有广泛的应用，国内产品市场完全被美国 3M、日本东丽等跨国公司所垄断。项目拟通过设计一维、二维光子晶体结构，利用光子晶体结构的禁带实现不同能量的光子进行选择性透过，来实现复杂的光谱选择（例如红、蓝光双带通滤波器）和偏振态调控。产品的实现和产业化，可填补国产高端光学膜产品市场空白。 

随着科学技术的发展和人们健康意识的提高，生物材料在临床医学上的应用也越来越广泛。各种人工生物材料如，人工导尿管、人工体腔引流管、人工静脉导管、人工血液透析或腹膜透析管、人工气管插管、人工心脏瓣膜、人工骨、人工声带等广泛使用。统计显示，全球每年有上百万的生物材料制成的医疗装置植于体内，仅在北美每年的尿路导管（urethral cathers and urinary stents）的使用量就高达1亿支。但是，生物材料在给临床治疗带来便捷的同时，仍存在某

配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。 一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 祝涣钧 化学与化工学院应用化学专业 2019年9月至2023年6月 吴凌志 化学与化工学院应用化学专业 2019年9月至2023年6月 郑毅 化学与化工学院应用化学专业 2019年9月至2023年6月 王梓 化学与化工学院应用化学专业 2019年9月至2023年6月 武辰禹 化学与化工学院应用化学专业 2019年9月至2023年6月 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 覃玲 化学与化工学院 副教授 多功能配位聚合物材料的合成及应用研究 四、项目简介 配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。它具有多样的拓扑结构，并且稀疏多孔，密度较低。这些特点使得它在吸附，催化，储能的各个方面有着优良的效果。 本项目主要目的在于合成钴/镍基配位聚合物，选择合适的有机配体与金属离子钴/镍通过配位键构筑得到钴镍基配位聚合物，利用单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对其结构及组成进行表征，或者通过合成和掺杂的方式，调控它的析氢性能，设计出高催化活性和稳定性、低成本的非贵金属催化剂。 项目组成员通过设计选择有机配体与金属离子，通过溶剂热方法合成了多种金属有机框架材料，并将其热解得到衍生材料。通过线性伏安扫描法等多种实验方法测试了它们的电催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始电位为-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通过掺杂Zn2+后，过电位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我们还合成了一种对金属离子（Fe3+）与抗生素（加替沙星）有明显检测效果的锌基材料，可作为多功能探针检测水中金属离子和抗生素的残余量。由于化合物没有催化位点，我们通过掺杂钴金属的方式，改善了它的电催化析氢性能，使它具有较低的初始电位(-423 mV)、较低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和较好的循环稳定性。 项目为研究高性能和稳定性的HER电催化剂及金属离子和抗生素荧光探针材料的设计合成提供了可行的思路。

本技术充分利用材料中的可配位基团，如腈基 (C≡N) 、酯基 (O=C-0) ，同金属阳离子进 行配位交联，创建了一个新的非共价键交联的网络体系。由于金属配位的键能高于氢键键能， 而且变化范围也比较大，因此通过配位交联所获得的材料的力学性能优于通过氢键组装的橡胶 材料；由于配位键的键能低于共价键，可以在一定情况下破坏配位交联而不影响聚合物材料的 主链结构；配位键具有电、磁特性及非线性光学特性，通过选择不同配位数和配位方式的金属 离子，调节金属离子的浓度，改变加工温度和时间等方法控制聚合物的交联程度和交联密度， 实现了聚合物微观结构和材料最终使用性能按需要进行调控；金属离子同橡胶材料的配位是直 接在材料加工过程中一步实现，工艺简单；这种配位交联橡胶的添加剂和加工过程也无污染， 且几乎不需要其他助剂，是一种环境友好的高性能、多功能材料，降低了对环境的污染和产品 的成本。无炭黑添加的配位交联NBR的拉伸强度可超过60MPa，伸长率达到1000﹪，远远优于 硫磺交联、炭黑补强的NBR (拉伸强度通常为20Mpa，伸长率<500%) 。而且由于金属离子的引 入，橡胶材料也具有了一些特殊的性能，例如更加优良的耐油性及同金属材料很好的粘接性 等。这些结果表明金属配位交联的绿色橡胶具有很高的实用价值和广阔的应用前景。

本项目开发了一种具有规整垂直孔道多孔膜的制备方法，主要是以嵌段共聚物为原料，利用溶剂蒸汽退火形成垂直的微相结构，再选择性溶胀将分散相转化为孔道。溶剂蒸汽退火是将聚合物膜暴露于溶剂蒸汽中，溶剂分子进入膜内部，促进分子链运动，形成规整排列的分相，具有室温下可操作、简单方便的特点。选择性溶胀致孔是一种物理方法，该过程不存在化学反应，无质量损失，可以根据溶胀条件有效调控孔径。孔径可在10-50nm范围内连续调节，膜厚可在20nm-50微米之间调节。

据世界卫生组织统计，全世界每年死于细菌感染的人数已超过1700万人。从历次疾病流行的教训中，人们清楚地认识到,有害细菌的传播能通过各种途径迅速蔓延。因此，这就迫切需要开发用于日常生活的抗菌材料解决忧关人们健康的难题，例如：各种卫生纸巾、擦拭纸、食品包装材料、医药包装、过滤、口罩或面罩、一次性医疗用品、包装标签等。然而,传统的上述材料并不具备杀菌功能。行之有效的方法就是让材料或纸张表面具有自然抑制或阻止病菌生长和传播的能力。抗菌材料，其性能是破坏病菌

变色玻璃（又称智能玻璃）是能够按照人们的需求改变光线进入（射出）强度和能量的功能化玻璃。通过对光线的调节可以使室内亮度和温度保持在合适的范围，改善了生活质量也降低了能耗。这在当今全球能源紧缺的情况下更是意义重大。各发达国家对该领域的研发工作都非常重视。目前变色玻璃主要在美、日、韩等国生产，在欧、美、日有着广泛应用。国外变色玻璃已开始代替建筑玻璃用于各种建筑的门、窗、天棚。而且，变色玻璃

课题组此前在国际上率先开展了酰亚胺基n-型高分子半导体材料的研究。目前，酰亚胺基高分子已经逐渐发展成为重要的n-型半导体材料，能够实现全聚合物太阳能电池领域中的最高能量转化效率。尽管酰亚胺基高分子半导体取得了巨大成功，但其对太阳能光的吸收不足是限制其性能进一步提升的瓶颈。 针对此问题，课题组开发了基于苯并噻二唑的新颖n-型高分子半导体，该半导体具有对太阳光更为有效的吸收，实现了超过8%

本成果涉及一种石墨烯在全氟烷氧基树脂（PFA）聚合物基材中定向排布的导热新材料。其复合材料热导率在平行于石墨烯排布方向，可达 25 W/(m·K) 以上，是原聚合物基材全氟烷氧基树脂（PFA）热导率的约 100 倍

聚合物材料流变特性综合测试系统是一种积木式、高性能测试平台，可以在接近于真实加工状态下测试聚合物材料的流变特性。能够方便地构成转矩流变仪、螺杆挤出式毛细管流变仪等多种实验测试系统，功能丰富，测试精度高，动态范围大。