Research Fields

电功能高分子课题组

 

聚偏氟乙烯(PVDF)基氟聚合物因具有优异的耐化学腐蚀性、耐热性、抗老化性、耐候性及耐溶剂性等而在诸多领域都有着广泛的应用。PVDF基氟聚合物具有较高的介电常数,自其压电性及随后的介电、铁电、热电性能被报道以来而被广泛地应用于电磁轨道炮、电磁弹射器、高分辨率声呐、高灵敏度传感器等国家重大需求。本团队的研究领域主要为新型氟聚合物的设计、改性方法、氟聚合物材料的结构-性能关系与调控研究、电活性氟聚合物及其在高储能电容器、传感器等领域的应用、新型高储能聚合物电介质材料的可控合成等。

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研究方向一:有机氟化学与氟聚合物化学改性

 

Ø 压电传感器材料

  设计合成具有压电响应的新型聚合物材料,可用于制备智能穿戴、水生探测、换能驱动等领域的柔性传感器件。

Macromol. Chem. Phys. 2019, 220(21), 1900273.

 

Ø 高储能电介质材料

  通过在含氟聚合物的主链接枝不同类型的侧链,揭示新型聚合物结构与电性能之间的内在关系,完善高储能聚合物电介质基础理论。

Polym. Chem. 2021, 12(21), 3132-3141.              Macromol. Rapid Commun. 2020, 41(4), 1900613.

J. Mater. Chem. C. 2018, 6(15), 4131-4139.        Macromol. Rapid Commun. 2018, 39(4), 1700561.

 

Ø 新型电活性聚合物的制备及应用

  研究含氟聚合物的机电转换原理,通过合理的分子结构设计,实现低电压下发生大应变的电致形变材料,以期应用于人工智能、机电驱动等领域。

J. Mater. Chem. C 2020, 8(33), 11426-11440.        Macromolecules 2019, 52(22), 9000-9011.

J. Mater. Chem. A 2019, 7(10), 5201-5208.

 

研究方向二:先进储能高分子的设计与可控合成

 

Ø 新型可控自由基聚合方法研究

  基于分子结构设计原理合成新型玻璃态聚合物,建立才材料结构与电性能之间的关系,制备具有高储能密度、低能量损耗特性的新型全有机高性能电介质。

Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 1(57), 333-337.

 

Ø 高储能聚合物电介质材料的可控合成

  基于分子结构设计原理合成新型玻璃态聚合物,建立材料结构与电性能之间的关系,制备具有高储能、低损耗特性的新型高性能电介质。

 

J. Mater. Chem. A 2019, 7(33), 19407-19414.                Phys. Chem. Chem. Phys. 2019, 21(28), 15712-15724.

Phys. Chem. Chem. Phys. 2021, 23(6), 3856-3865.

 

研究方向三:储能聚合物复合电介质研究

 

  通过聚合物的分子设计与合成、无机粒子形貌及表面改性,在两相之间构筑不同作用力(范德华力/氢键/共价键),揭示材料间的耦合作用机理及性能演化规律,阐明构效关系,提升电介质击穿、储能性能,明晰材料极化行为以及能量损耗的来源组成等基本理论,探索均一结构复合电介质的规模化制备工艺,获得冲击工况下具有高击穿场强及高储能密度的实用电介质材料。

Mater. Chem. Front. 2021, 5(9), 3646-3656.                        Appl. Surf. Sci. 2021, 535, 147737

ACS Appl. Energy Mater. 2020, 3(8), 7952-7963.               Compos. Sci. and Technol. 2020, 188, 107968.

 

研究方向四:智能材料合成与传感器应用

 

Ø 新型半导体气敏传感器

Ø 呼吸MOF/聚合物复合溶剂驱动材料

Ø 新型MOF基湿度传感器

  基于分子结构设计合成新型MOFs/COFs有机多孔材料,建立多孔材料结构与化学传感之间的关系,制备具有高灵敏度、快响应、长寿命的新型高性能化学传感器。

 J. Alloy. Compd. 2020, 818, 152854.               Sensor. Actuat. B-Chem. 2020, 324, 128733.

 

研究方向五:生物医学功能材料

 

Ø 新型壳聚糖抗菌止血海绵的制备及其性能研究

  针对日常生活及医学临床对伤口出血治疗的现实需求,以壳聚糖为基材,掺杂载药的玉米醇溶蛋白/碳酸钙复合微粒,制备合成生物相容性好、止血作用持久、抑菌效果优良的海绵材料,用于出血创面伤口的止血抗菌治疗。

 

Ø 果胶酸微球对废水中重金属离子的吸附

  针对废水中重金属离子的高毒性及不可降解性,开发出以果胶及其衍生物为骨架材料的高分子微球,对废水中重金属Pb2+有良好的吸附清除能力(最大吸附量325 mg·g-1),且再生处理5个循环后,吸附效率仍不低于95%


 

Science Project

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Project number Project name Project origin Start time Roles Project kind
51773166 氟乙烯对聚偏氟乙烯基铁电聚合物的相变及介电性能调控机理研究 国家自然科学基金项目 2018-1~ 负责人 Vertical project
201711128 P(VDF-TrFE)压电膜传感器研制及其在炸药Lamb波探测中的应用研究 其他 2018-1~ 负责人 horizontal project
20161287 聚偏氟乙烯-三氟乙烯压电膜应用技术开发 其他 2017-1~ 负责人 horizontal project
51573146 新型聚氯乙烯改性共聚物的合成及其多尺度聚集态结构与介电储能性能调控 国家自然科学基金项目 2016-1~ 负责人 Vertical project
6132620101 提高**电容器****基础理论研究 “863”高科技项目 2016-1~ 负责人 Vertical project
2013DFR50470 高储能介质材料与器件合作研究 国家“十五”科技攻关项目 2013-4~ 负责人 Vertical project
2013JZ003 聚偏氟乙烯基氟聚合物的介电储能性能调控 其他 2013-1~ 负责人 Vertical project
2323200 2010年教育部新世纪优秀人才计划 国家教育部项目 2011-1~ 负责人 Vertical project
2367883 西安交通大学青年教师跟踪项目 国家教育部项目 2011-1~ 负责人 Vertical project
2236376735 西安交通大学学科交叉项目 国家教育部项目 2011-1~ 负责人 Vertical project
896134836923 太阳能光伏行业多晶硅硅料清洗剂研究 “863”高科技项目 2011-1~ 负责人 horizontal project
279081709 乙烯催化齐聚合成润滑油用1-烯烃研究 “863”高科技项目 2011-1~ 负责人 horizontal project
50903065 PMMA改性氟聚合物的合成及其介电、储电性能研究 国家自然科学基金项目 2009-12~ 负责人 Vertical project
1220389 氟聚合物改性及其在电介质材料中的应用 国家教育部项目 2009-12~ 负责人 Vertical project
9306c130080042 西安交通大学新教师科研启动 国家“十五”科技攻关项目 2008-7~ 负责人 Vertical project