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成果簡介近年來，一類新型多孔材料---配位聚合物【也稱金屬有機骨架（MOFs）】的研究得到迅猛發(fā)展，已成為化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點，正從基礎(chǔ)研究過渡到實際應(yīng)用。這類材料具有晶態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，容易可控合成，比表面積大，孔隙率高，結(jié)構(gòu)多樣可調(diào)，性能獨特，在吸附、分離、催化等領(lǐng)域具有極大應(yīng)用前景。我們發(fā)展了這類材料的設(shè)計合成方法，對其性能進(jìn)行了有效調(diào)控，獲得了多例具有良好穩(wěn)定性和特殊孔性質(zhì)的新MOFs，這些材料在氣體分離、氫氣和甲烷儲存、成膜及膜分離、綠色催

       成熟度：技術(shù)突破         多孔有機聚合物是一類新興的功能性高分子材料，相比傳統(tǒng)高分子交聯(lián)樹脂，其具有類似無機分子篩的微孔，具有更高的官能團(tuán)密度，已被廣泛用于儲存、分離或催化等領(lǐng)域。然而當(dāng)前許多性能優(yōu)良的多孔有機聚合物成本過高，嚴(yán)重制約著其實際應(yīng)用。我們合成的價格低廉且性能優(yōu)秀的多孔有機聚合物，其性能與當(dāng)前典型多孔有機聚合物相當(dāng)，而價格為它們的幾十分之一或幾百分之一，目前在儲存氨氣、分離二氧化碳及分離水中污染物（如硼酸，Hg2+等）等方面已完成實驗室測試，這些成果將為多孔有機聚合物的真正應(yīng)用打開通道。         意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開發(fā)資金支持

給體片段以氟原子修飾的n型給受體聚合物熱電材料，利用聚合物鏈間的給受體相互作用維持聚合物的電子遷移率，通過引入氟原子增加聚合物的電子親和性以提高n摻雜效率，兩者的協(xié)同作用大幅度提高了聚合物的n型電導(dǎo)率。通過進(jìn)一步提高聚合物的塞貝克系數(shù)，成功地將n型給受體聚合物的熱電性能提高了三個數(shù)量級。引入氟原子的聚合物的n型電導(dǎo)率提升至1.3 S/cm，功率因子提升至4.6 μW/mK2，是目前n型給受體聚合物熱電材料的最佳性能。?通過對聚合物在摻雜狀態(tài)下的電子順磁共振譜、紫外光電子能譜和X射線光電子能譜的表征證明了氟原子的引入提高了聚合物的n摻雜能力。場效應(yīng)晶體管器件結(jié)果則表明氟原子的引入提高了聚合物在n摻雜狀態(tài)下的電子遷移率。這兩者的協(xié)同作用使得該聚合物的電導(dǎo)率相比沒有引入氟原子的聚合物提高了1000倍。此外，掠入射X射線衍射、原子力顯微鏡以及導(dǎo)電原子力顯微鏡實驗證明了氟原子的引入改變了聚合物的分子排列，提高了聚合物與摻雜劑的混溶性，使聚合物從“局部摻雜”的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬鶆驌诫s”狀態(tài)，從而維持了摻雜聚合物較高的n型塞貝克系數(shù)。

光致變色聚合物具有光學(xué)各異性的晶體所特有的雙折射性，在某個溫度范圍內(nèi)兼有液體和晶體二者特性，也稱為流動的晶格。具有變色聚合物的多數(shù)物質(zhì)呈現(xiàn)螺旋狀分子結(jié)構(gòu)的有機化合物構(gòu)成，多數(shù)為液晶聚合物，通常螺距（P）在可見光范圍內(nèi)，當(dāng)螺距為可見光區(qū)某一波長時，就顯示對應(yīng)的色彩，如紅、綠、藍(lán)色，三基色是顯示各種顏色的基礎(chǔ)，三基色按照不同的比例合成產(chǎn)生千萬種顏色的變化。自發(fā)現(xiàn)100多年了，在幾度至幾十度，能達(dá)到寬溫100℃以上的變色材料很少，特別是變色聚合物研究起步晚，變色區(qū)間窄而不穩(wěn)定，東北大學(xué)制備的變色聚合物寬達(dá)250℃以上，最高達(dá)300℃以上，居國際領(lǐng)先，寬溫變色物質(zhì)為應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)。變色聚合物具有下列獨特性能： 1.修復(fù)功能，表明材料可以在高低溫之間反復(fù)使用。 2.光致變色性能。選擇反射與選擇透過：在外界光源照射下，垂直于觀察綠色聚合物膜時，看到綠色，即反射綠光，而透過光為紅光，即選擇透過；Bragg反射：斜觀察綠板為藍(lán)色或藍(lán)紫色，取決于觀察角度。這種獨特性能是其它物質(zhì)不具有的。以上性能性能用于防偽具有原創(chuàng)性。 本項目經(jīng)過十幾年的理論與技術(shù)創(chuàng)新研究，發(fā)明并研制出具有選擇反射的光功能高分子材料，實驗研究表明，它具有獨特的光學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性能，除可用作不可復(fù)制的防偽材料（它是集一級、二級和三級防偽于一身的防偽材料）外，還可以在光學(xué)（如光學(xué)開關(guān)、屏蔽材料）、輕工（如服裝、裝飾、涂層、紡織）、信息（新型大容量信息存儲材料）等領(lǐng)域獲得奇特的應(yīng)用。 從表中可見彩色聚合物無論在研究與生產(chǎn)都具有原創(chuàng)性與先進(jìn)性   獲7項專利，核心技術(shù)獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

本項目以聚合物驅(qū)采出液為研發(fā)的重點，以 TL 為起始劑(TL 為多乙烯多 胺、甲醛、雙酚 A 為原料合成的起始劑)合成開發(fā)出具有多枝型的聚醚原油破乳 劑，形成了包括 15 種二嵌段、15 種三嵌段、3 種三嵌段的破乳劑系列產(chǎn)品，目 前已完成中試試驗。

本項目以聚合物驅(qū)采出液為研發(fā)的重點，以TL為起始劑(TL為多乙烯多胺、甲醛、雙酚A為原料合成的起始劑)合成開發(fā)出具有多枝型的聚醚原油破乳劑，形成了包括15種二嵌段、15種三嵌段、3種三嵌段的破乳劑系列產(chǎn)品，目前已完成中試試驗。

聚合物復(fù)合PTC材料是近年來在國際上發(fā)展很快的高科技產(chǎn)品，該種材料其電阻隨溫度作非線性變化，具有正溫度系數(shù)（即所謂PTC特性），當(dāng)溫度上升到某一值時，電阻急劇增加。利用這一特性做出的自控溫加熱材料，能根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)輸出功率，具有保溫和控溫的功能。美國將此項技術(shù)列為不轉(zhuǎn)讓類技術(shù)。 與陶瓷PTC材料相比，聚物合復(fù)合PTC材料具有成本低，易于加工

本發(fā)明公開了一種由聚合物納米中空膠囊制備超級絕熱聚合物材料的方法，該方法首先利用雙親性大分子可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移試劑制備聚合物納米膠囊，然后制備膠囊間交聯(lián)劑，最后按膠囊與膠囊間交聯(lián)劑質(zhì)量比2.5:1至0.8:1的比例，將膠囊間交聯(lián)劑與聚合物納米膠囊乳液混合，調(diào)節(jié)pH至3.0～6.8，于60～90oC溫度下反應(yīng)30min至24h，使乳液凝膠化，再通過四氫呋喃置換出納米膠囊中的核芯石蠟，真空干燥得到聚合物納米多孔材料；本發(fā)明制備工藝簡單，孔隙率和孔徑大小可以通過改變納米膠囊乳液的固含量、醚化三聚氰胺甲醛樹脂的用量以及納米中空膠囊自身空隙率調(diào)節(jié)，并且該多孔材料相對于傳統(tǒng)的絕熱材料具有很高的力學(xué)強度。

抗菌材料是指其本身具有殺滅或者抑制微生物生長的材料的總稱，一般根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同可以分為以下幾大類：無機抗菌材料、有機抗菌材料、有機無機復(fù)合抗菌材料、天然抗菌材料以及高分子抗菌材料。其中，高分子抗菌材料基于天然及有機抗菌材料進(jìn)行開發(fā)，將二者優(yōu)勢結(jié)合在一起，其最大的優(yōu)點是分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 細(xì)菌是感染疾病和食源性疾病中常見的病原體，特別是在醫(yī)療資源匱乏和公共衛(wèi)生相對差的地區(qū)，細(xì)菌感染己成為近年來主要的健康威脅之一。目前，針對細(xì)菌感染問題的主要處理方法是使用抗生素。但是，近年來由于抗生素的濫用，導(dǎo)致了全球范圍內(nèi)細(xì)菌耐藥性的增加以及耐藥菌感染的不斷加劇。因此，開發(fā)新型高效的廣譜抗菌材料勢在必行。 抗菌材料是指其本身具有殺滅或者抑制微生物生長的材料的總稱，一般根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同可以分為以下幾大類：無機抗菌材料、有機抗菌材料、有機無機復(fù)合抗菌材料、天然抗菌材料以及高分子抗菌材料。其中，高分子抗菌材料基于天然及有機抗菌材料進(jìn)行開發(fā)，將二者優(yōu)勢結(jié)合在一起，其最大的優(yōu)點是分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性。

項目成果/簡介:壓電駐極體是具有強壓電效應(yīng)的柔性駐極體材料，因其表現(xiàn)出“類鐵電性”和，也稱為鐵電駐極體，是一類新型的人工智能和新能源材料。它的壓電性源于雙極性空間電荷在聚合物基體上的取向排列，以及材料特殊的微孔結(jié)構(gòu)。壓電駐極體膜是具有強壓電效應(yīng)的新型柔性壓電功能膜，與傳統(tǒng)壓電材料的壓電效應(yīng)起源有本質(zhì)區(qū)別。 與壓電陶瓷和傳統(tǒng)的鐵電聚合物（例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物）相比較，壓電駐極體具有一些獨特的性能：壓電駐極體在提高壓電活性的同時還擁有聚合物的高柔韌性、薄膜型（厚度可低至40μm）、超輕（體密度可低至330kg/m3）、低成本、低電容率、可大面積成形，以及低聲阻抗（0.03MRayl）等特點。經(jīng)過特殊工藝制備的壓電駐極體薄膜的準(zhǔn)靜態(tài)壓電系數(shù)d33高達(dá)1000pC/N，這一數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PVDF（約25 pC/N）及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此，壓電駐極體組合了壓電陶瓷和鐵電聚合物薄膜各自的優(yōu)點，在國防、醫(yī)療、航空航天、綠色能源（例如寬頻帶振動能量采集器、生物運動能量采集、海浪發(fā)電等）、控制、通訊（例如自供能微型無線傳感網(wǎng)絡(luò)）、智能結(jié)構(gòu)、電聲換能器、空氣耦合超聲換能器等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。應(yīng)用范圍:柔性薄膜傳感器、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、人體健康監(jiān)測、無損檢測、觸覺傳感器、電子肌膚、聲吶、空氣耦合超聲波換能器、微能量采集器等多個領(lǐng)域。項目階段:小規(guī)模生產(chǎn)效益分析:目前芬蘭的Emfit公司是唯一能夠大批量生產(chǎn)聚丙烯（PP）壓電駐極體功能膜的生產(chǎn)商，采用的技術(shù)主要由兩部分構(gòu)成：微孔結(jié)構(gòu)薄膜制備和電極化處理。在微孔 薄膜制備階段，首先將聚丙烯樹脂與無機礦物顆粒（例如CaCO3和TiO2）熔融共混，然后擠出成聚丙烯-礦物顆粒復(fù)合薄板，最后雙向拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)的薄膜。在電極化處理階段采用電暈極化方式。而我們擬采用的技術(shù)是：以低廉價格的商品聚丙烯包裝材料為原材料，采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多次壓縮氣體膨化工藝調(diào)控薄膜微結(jié)構(gòu)和機電性能，獲得高活性聚丙烯壓電駐極體膜。利用該技術(shù)生產(chǎn)出功能薄膜的活性遠(yuǎn)高于芬蘭商品膜，最高可達(dá)50倍。