天然高分子构建纺织、包装和生物医用新材料

主题:  天然高分子构建纺织、包装和生物医用新材料主讲人:  张俐娜地点:  延安路校区纺织科技创新中心楼217报告厅时间:  2019-05-14 09:30:00组织单位:   纺织科技创新中心

主讲人简介:张俐娜,中国科学院院士,武汉大学教授,博士生导师。2011年当选中国科学院院士,2014年成为英国皇家化学学会会士。现任美国化学会刊物ACS Sustainable Chemistry & Engineering的副主编以及Cellulose、Journal of Applied Polymer Science等刊物编委。她于1993年创立天然高分子与高分子物理科研组,并一直致力于天然高分子的基础和应用研究,包括它们的结构、分子尺寸、链构象,以及天然高分子基功能材料的制备和构效关系。面对最难溶解的大分子她开创了一系列崭新的无毒、低成本的“绿色”溶解技术,发现NaOH/尿素水溶液冷却到-12℃可溶解难溶性纤维素、甲壳素甚至聚苯胺。首次提出低温下大分子同溶剂分子形成较稳定的氢键键合物,导致溶解的新机理,并证明低温溶解技术和理论具有一定普适性。同时,利用低温溶解的纤维素、甲壳素、壳聚糖和聚苯胺溶液直接构建出一系列新型功能材料,并揭示它们优良的性能及其构效关系。这些材料在生物医学、能源储存、污水处理和纺织制造方面很有应用前景。基础研究成果已在国际SCI源刊发表论文600余篇,被他人引用18000次以上;主编专著16部;获准专利100余项。由于她取得重大的原始创新成果,美国化学会授予她2011年度国际可再生资源领域最高奖——安塞姆·佩恩奖,同时也是获得该奖的首位中国科学家;2016年英国皇家化学会“Chemistry World”对她进行题为“中国‘绿色’化学先驱”的人物专访报道。此外,她还荣获国家自然科学奖二等奖1项(2012年)和全国优秀教师(1993年)及全国先进工作者(2000年)等国家级荣誉。

内容摘要:面对塑料废弃物对陆地和海洋的严重污染,利用可持续天然高分子构建环境友好材料的研究与开发已日益引人注目。纤维素和甲壳素是最丰富的天然高分子,但它们难溶于传统溶剂。我们突破高分子在有机溶剂中加热溶解的传统方法,开创出低温水体系溶解大分子新方法,并提出新机理。成功实现纤维素、聚苯胺、甲壳素及壳聚糖在碱/尿素水溶液低温溶解,并证明氢键驱动的低温溶解大分子的理论和方法具有一定普适性。表征了它们的分子量和链构象,证明它们在溶液中呈刚性链,并且容易平行聚集形成纳米纤维,有利于通过一种“自下而上”的方法制备出高强度材料。同时,利用低温溶解的纤维素、聚苯胺、甲壳素和壳聚糖溶液,通过物理再生的“绿色”过程成功制备出膜、丝、微球、气凝胶、水凝胶及塑料。证明这些材料具有优良的性能,如高力学强度、生物相容性、促进细胞粘附和增殖、灵敏的响应性等。这些新材料在纺织、包装和生物医用领域具有应用前景。

撰写:黄晶