聚合物教授因其对二维材料的研究而受到认可

03/10/2022

Dr. Weinan Xu

徐伟男博士

徐伟南博士,高分子科学与高分子工程学院助理教授,获2022年高分子加工学会早期成就奖。该奖项旨在表彰在所有聚合物加工相关领域的科学和技术中激发原创性和持续创造力潜力的研究人员。

描述你的研究。

我的研究重点是改变聚合物复合材料或混合材料的设计和先进制造,以提高它们的性能。聚合物复合材料在我们的生活中无处不在,从户外装饰到假肢设备和飞机框架。

下一代具有高导电性和刺激响应性等先进功能的聚合物复合材料需要新型纳米材料来完成它们的工作。以石墨烯为例,它是一个单原子层厚的碳片。它比人的头发细10万倍,比钢强200倍。它是一种令人难以置信的纳米材料,有着无数的应用,但当它用于聚合物纳米复合材料时,它面临着挑战,比如不受控制的聚集和缺乏功能。

我的实验室正在通过改变原子薄单层材料(称为二维材料)和聚合物基体的表面化学设计来解决这个问题,以提高它们的相容性,并引入对温度和湿度等刺激的响应性。

这项工作对现实世界的影响是什么?

我的研究有潜力用于下一代电子产品、软机器人、汽车和航空航天的轻质复合材料。

当你开始这项工作时,你想要解决的挑战是什么?

在聚合物复合材料中使用石墨烯等原子薄2D材料的独特优势之一是,在低纳米材料负载(通常在0.1- 5%的重量范围内)下,机械、电学和热性能可以得到显著增强。但在现实中,由于石墨烯与聚合物基体之间不受控制的聚集和不相容,只能得到有限的性能增强。我们的目标是克服这一限制。

谁将从这项工作中受益?

材料科学、先进制造和电子器件领域的研究人员。

获得这一荣誉对你个人来说意味着什么?

作为一名初级教员,这对我来说是鼓舞人心的。这个奖项表明我们的工作对聚合物加工领域产生了积极的影响。

你还有什么想分享的吗?

我要感谢我在高分子科学与高分子工程学院的同事们对我的支持和指导。我还要感谢我的学生们的辛勤工作和令人兴奋的研究进展。

你下一步的研究是什么?

原子薄的二维材料可以通过表面功能化和聚合物接枝转化为三维结构。我们的目标是开发可扩展和精确的方法来生成三维微/纳米结构,在能源存储和生物医学领域具有广泛的应用。


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