多孔材料廣泛用作分離介質(zhì)、吸附劑、催化劑載體、組織工程支架以及隔熱隔音物質(zhì)等,是人們?nèi)粘I詈凸I(yè)生產(chǎn)過程中必不可少的基礎(chǔ)性材料。多孔材料的性質(zhì)和功能直接取決于孔道的大小、分布及連通性、孔隙率以及孔壁的化學性質(zhì)等。發(fā)展簡單高效的多孔材料制備方法,實現(xiàn)孔道的精密調(diào)控,長期以來都是眾多研究者孜孜以求,歷久彌新的重要研究方向。
南京工業(yè)大學材料化學工程國家重點實驗室和化工學院汪勇教授課題組,利用嵌段共聚物微相分離形成規(guī)整結(jié)構(gòu)以及不同嵌段之間物理化學性質(zhì)上的差異,提出了嵌段共聚物基材料選擇性溶脹成孔,制備具有高度規(guī)整納米結(jié)構(gòu)多孔材料的新方法。這種方法成孔過程簡單高效,不涉及到化學反應(yīng),材料本身沒有質(zhì)量損失,而且所得到的孔道細小,可在10-50納米的范圍內(nèi)調(diào)控,且尺寸高度均一,在高精度分離膜等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
該課題組對嵌段共聚物選擇性溶脹成孔現(xiàn)象進行了深入的研究,利用該方法制備了一系列嵌段共聚物基一維、二維和三維功能性多孔材料。自2008年以來,已在國際著名期刊如Advanced Materials、Nano Letters等上發(fā)表論文9篇,影響因子加和超過70。2010年利用該方法制備出具有連續(xù)納米孔道的分離膜,相關(guān)工作以內(nèi)封面形式在Advanced Materials上發(fā)表(Adv. Mater., 2010, 22, 2068-2072)。2011年3月份在ACS Nano(影響因子7.493)上發(fā)表了嵌段共聚物納米纖維在選擇性溶脹過程中的形貌轉(zhuǎn)變的研究結(jié)果(ACS Nano, 2011, 5, 1928-1938)。由于在該方向上取得的持續(xù)研究進展,汪勇教授應(yīng)邀為Advanced Materials(影響因子8.379)雜志撰寫了15000字的進展報告(Progress Report),對嵌段共聚物選擇性溶脹成孔的機理、成孔過程動力學和孔道大小調(diào)控以及所得到的多孔材料的應(yīng)用進行了分析和評述,相關(guān)工作已于日前發(fā)表(An emerging pore-making strategy: confined swelling-induced pore generation in block copolymer materials, Adv. Mater. 2011, DOI: 10.1002/adma.201004022)。
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