新型溶劑誘導變形的聚乙炔/取向碳納米管複合材料

《新型溶劑誘導變形的聚乙炔/取向碳納米管複合材料》是依託復旦大學，由孫雪梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：新型溶劑誘導變形的聚乙炔/取向碳納米管複合材料
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：孫雪梅

項目摘要

敏感變形高分子材料因為在光電器件、驅動器、感測器等領域的重要套用前景，成為多學科交叉研究的一個熱點方向。雖然敏感變形高分子已被廣泛研究，但仍然存在一些不足，如回響慢、變形方向不可控、穩定性低等，嚴重製約其進一步發展。本項目擬通過引入巨觀取向碳納米管，獲得在溶劑刺激下快速回響、變形方向可控、穩定性好的敏感變形高分子複合膜。主要以聚乙炔衍生物為模型，基本構想是：取向碳納米管形成各向異性界面誘導高分子沿著其長度方向有序排列；高分子高度有序結構有利於其構象快速有效轉變，提高回響速度；複合膜的各向異性結構控制其沿著垂直於碳納米管長度方向可逆彎曲；引入取向碳納米管將大幅提高複合膜的力學強度和熱穩定性。將系統研究高分子組成和結構、碳納米管尺寸和結構以及複合方式等參數對複合膜敏感性能的影響，重點揭示取向碳納米管增強高分子變形性能的機制和規律，在此基礎上發展出一類具有優異綜合性能的敏感變形高分子複合材料。

結題摘要

本項目利用取向碳納米管，誘導聚乙炔共軛分子鏈沿著碳納米管長度方向取向，製備了在溶劑作用下可逆變形的複合材料，其變形方向可控且總是垂直於取向碳納米管長度方向，同時碳納米管的引入大幅提高了複合材料回響速度、力學強度和熱穩定性。通過系統研究，揭示了取向碳納米管增強高分子回響變形性能的機制和規律。進一步將該方法和機制拓展到其他高分子，發展了柔性可拉伸的電致變色複合纖維和應力變色複合纖維，為發展高性能敏感回響複合材料提供了新思路。在項目執行期間，項目負責人以通訊作者發表論文15篇（含接收），包括1篇Nature Protoc.、2篇Adv. Mater.和2篇Angew. Chem. Int. Ed.，在Nature Rev. Mater.上發表綜述。出版1部英文專著（Elsevier）、在3部國際學術專著上撰寫3個章節。申請中國發明專利6項，授權3項。參加9次國際國內學術會議。獲得2017年上海市青年科技啟明星等獎勵。