物理化学-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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物理化学

项目名称：物理化学
项目类别：国家杰出青年科学基金
批准号：21125316
申请代码：B0305
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2012-01-01-2015-12-31

项目负责人：周峰
负责人职称：研究员
依托单位：中国科学院兰州化学物理研究所
批准年度：2011

中文摘要：

表/界面行为影响工程材料的服役性能。本研究针对材料摩擦减阻降噪防污的应用背景、利用微纳米结构化和自组装等手段开展超剪切表/界面材料的设计，研究材料的结构和组分与表界面行为、性能间的关系规律，发展功能一体化界面材料.创新性的工作基础包括多种形貌材料表面修饰聚合物刷的系统基础研究；国际上第一次报道了横向多元聚合物刷的构筑；系统研究了响应性聚合物刷的构象变化过程，研究了聚合物刷界面蛋白吸附、荧光淬灭、电荷传输特性；首次利用响应性聚合物构象改变驱动微悬臂运动实现了化学能向机械能的转变；发现了聚合物刷-对离子相互作用辅助的电驱动；研究了界面的极端润湿行为，首次实现真空超疏油特性；将界面组装特性用于新型润滑材料的设计，深化了表界面相互作用对于润滑机理的认识.在ChemSocRev,JACS,AdvMater,NanoLett等发表IF>5论文22篇，总SCI论文110多篇，他人引用1085次.

中文主题词：表/界面；聚合物刷；减阻降噪；防污；摩擦调控

英文摘要：

Surface/interface；Polymer brushes；Drag/noise-reduction；Anti-biofouling；Friction control

英文主题词： Surface/interface；Polymer brushes；Drag/noise-reduction；Anti-biofouling；Friction control

结论摘要：

研究工作致力于表界面的结构与化学设计合成、润湿调控以及润滑防护功能研究。以仿生思想为设计理念，以国家需求为研究导向，在认识自然和工程材料表面物理化学设计制备与应用的过程中凝练基本科学问题，在表面微纳米结构构筑和化学组成改性、表面润湿粘附调控、润湿与润滑关系研究及摩擦调控与润湿与海洋生物粘附关系研究与产品开发等方面做出了有重要国际影响和实际应用价值的工作。针对金属、陶瓷、聚合物、碳基材等不同类型的工程材料，发展了一系列创新性的、适合工程化的表面微纳米结构设计调控方法；利用单分子组装、表面接枝聚合物刷和多巴胺化学等建立了工程材料表面的化学改性多种新方法，可以实现几乎所有基材修饰；建立了系统的表面接枝聚合物方法，包括电化学和光化学、牺牲阳极诱导的表面引发聚合，解决了该领域长期存在的惰气保护、单体循环利用、可控性差等难题。将材料表面微纳米结构构筑、表面化学改性相结合，获得特殊润湿性表面，构筑了润湿性可多次调控的自修复表面、可逆粘附转换表面以及润湿性可逆响应性变化的涂层。研究揭示了润湿和润滑之间的关系，对润滑的含义进行了新的阐释。通过构筑润湿可控的界面实现固液界面边界滑移的可逆调控以及摩擦-润滑状态的可逆调控。系统研究海洋生物在刷型界面粘附规律，通过构筑多尺度刷型、结构-刷型界面等获得了优异海洋防污材料。通过构筑组分梯度分布涂层，解决了低表面能引起的界面结合力差等瓶颈，发展了多种自润滑超疏涂层体系；通过基础树脂的持续降解和刷型界面的持续生成研制了长效海洋防污材料；通过抗磨承载相和润滑抗磨相构筑互穿网络，构筑了亲水润滑涂层，为润湿工程材料迈向工业化应用奠定了坚实基础，并与多家企业建立合作关系。本项目在特殊润湿界面构筑中建立了系统特色的表面结构和化学改性方法体系，拓展了其在表界面与摩擦学领域的应用研究；进而发展了具有特殊润湿功能的工程材料体系，开发了用于减阻防污、表面自清洁和润滑防护材料与技术，部分获得了转化应用，实现了从基础研究到应用的全链条研究。项目完成期间，在Acc.Chem.Res.、JACS、Angew Chem等期刊上发表论文60多篇，申请中国发明专利12件，撰写中英文专著各1部；培养研究生12人；获中组部万人计划首批“青年拔尖人才”计划资助；国际仿生工程学会“杰出青年奖”；作为第一完成人获得2014年甘肃省自然科学一等奖和2015年国家自然科学二等奖各1项。

成果综合统计