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中文摘要：
本项目以纳米碳纤维的制备及其催化性能（典型硬物质系）和超临界环境中可控结构的聚合物材料制备（典型软物质系）为应用背景，通过研究纳米碳纤维的结构调控、表面改性、催化性能和机理建立多尺寸研究方法，并确定决定典型复杂物系性能的主导尺度和其与邻近的尺度的关联以及这种尺度的结构的实施，为复杂过程的放大及聚合物材料的结构和功能调控提供基础。
结论摘要：
以具有丰富复杂多尺度结构的无机纳米碳纤维和有机高分子材料为对象，研究了材料制备中的结构调控问题，在此基础上深入研究了材料性能-结构-制备关系。利用低碳含碳气体通过化学气相沉积合成了具有不同微观结构的纳米碳纤维，确定了催化剂、生长条件、后处理条件对纳米碳纤维晶体、表面和宏观结构的影响，并研究了具有不同多尺度结构的纳米碳纤维作为催化剂及载体在烃类脱氢、液相加氢、燃料电池等领域中的催化性能，建立了结构性能关系；利用量化计算研究了纳米碳纤维的生长机理。利用超临界流体进行聚丙烯的接枝，发泡和结晶行为调控，合成出具有不同介观结构的聚丙烯材料；研究了控制聚丙烯多尺度结构的热力学和动力学因素。对高分子溶液，发现以Gemini表面活性剂水溶液为软基底，能诱导嵌段共聚物溶液形成结构有序的膜材料。结合格子模型和密度泛函方法，建立了格子密度泛函理论，能有效地研究高分子溶液在壁面附近的分布。结合链状流体状态方程，建立了基于状态方程的动态密度泛函理论，其核心是将关联宏观体系的PVT实验数据所得的能量相互作用参数引入到介观结构的模拟中，使模拟结果能够反映出实际物系的特性。
成果综合统计
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