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  近日，西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王勇教授與德國德累斯頓萊布尼茨高分子研究所Petra P?tschke博士合作在高分子學(xué)科頂級(jí)期刊《Progress in Polymer Science》上發(fā)表了題為“Selective localization of carbon nanotubes and its effect on the structure and properties of polymer blends”的綜述論文。論文的第一作者為西南交通大學(xué)青年教師祁曉東博士，通訊作者為王勇教授和Petra Potschke博士，西南交通大學(xué)為第一作者單位。

  將碳納米管引入高分子共混體系是實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料高性能化與多功能化的有效途徑。該類復(fù)合材料既能發(fā)揮不同高分子組分間結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的特點(diǎn)，又能充分發(fā)揮碳納米管高強(qiáng)、高模、導(dǎo)電等優(yōu)勢(shì)，復(fù)合材料在呈現(xiàn)優(yōu)異機(jī)械性能的同時(shí)亦可呈現(xiàn)出特殊的功能特性。其中，碳納米管在共混物中的選擇性分布不僅會(huì)誘導(dǎo)共混物微觀結(jié)構(gòu)和形態(tài)的演變，也為開發(fā)結(jié)構(gòu)/功能一體化先進(jìn)共混物復(fù)合材料提供了新的選擇，因而引起科學(xué)界與工業(yè)界的廣泛關(guān)注。

  本綜述詳細(xì)總結(jié)了近年來高分子共混物/碳納米管復(fù)合材料的研究進(jìn)展。首先介紹了影響碳納米管在共混物中選擇性分布的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)因素，熱力學(xué)因素包括碳納米管與聚合物的相互作用參數(shù)，動(dòng)力學(xué)因素包括碳納米管自身特性、共混加工工藝（混合順序、混合時(shí)間、剪切速率等）；其次介紹了碳納米管對(duì)共混物的相形態(tài)（相容性、相分離、相轉(zhuǎn)變）、流變行為、結(jié)晶行為等的影響；最后，從結(jié)構(gòu)化和功能化的角度系統(tǒng)梳理了碳納米管的選擇性分布與共混物復(fù)合材料的性能（機(jī)械性能、導(dǎo)電性能、傳感性能、形狀記憶性能、電磁屏蔽性能、介電性能等）之間的關(guān)聯(lián)，并指出該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

圖1：碳納米管在共混物中的選擇性分布及其對(duì)共混物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。

圖2：碳納米管在不相容共混物中選擇性分布的五種狀態(tài)及其相應(yīng)的優(yōu)異性能。(a)碳納米管選擇性分布于雙連續(xù)共混物的連續(xù)相中，(b)碳納米管選擇性分布于海島結(jié)構(gòu)共混物的分散相中，(c)碳納米管選擇性分布于海島結(jié)構(gòu)共混物的連續(xù)相中，(d)碳納米管選擇性分布于海島結(jié)構(gòu)共混物的兩相界面處，(e)碳納米管選擇性分布于雙連續(xù)共混物的兩相界面處。

  該研究得到了國家自然科學(xué)基金(51803172、51203129, 51173151、50973090)和四川省青年科技創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)(2021JDTD0009)等項(xiàng)目的資助。

  文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079670021001180?via%3Dihub

作者介紹

王勇，西南交通大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、德國洪堡學(xué)者，主要從事結(jié)構(gòu)/功能一體化先進(jìn)高分子復(fù)合材料的研究，著重解決高分子復(fù)合材料在化工建設(shè)、建筑節(jié)能、能源存儲(chǔ)、環(huán)境凈化等領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)科學(xué)問題和工程技術(shù)問題。主持國家自然科學(xué)基金、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃、四川省青年科技創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)、四川省杰出青年基金等項(xiàng)目20余項(xiàng)；在Prog. Poly. Sci.、Macromolecules、Chem. Sci.、J. Mater. Chem. A、Chem. Eng. J.等期刊發(fā)表論文280余篇，他引6000余次，參編英文專著1部。研究成果獲2018年度四川省科技進(jìn)步獎(jiǎng)（自然類）二等獎(jiǎng)、2016年度成都市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、2007年四川省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、2006年度全國百篇優(yōu)秀博士論文提名論文、2005年四川省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。