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    實驗室的故事|走進復旦大學這間國家重點實驗室見證神奇分子創造無限可能
    2020-01-21  來源:中國聚合物網

      一件看上去普通的毛衣,居然能為手機充電,纖維做成的衣服竟成了電源;一小瓶透明的液體針劑,注射進人體后升溫會變成固體,成為醫學美容中的無創填充凝膠,或者,它與金屬復合后又成了可降解的冠脈支架;納米狀態下,某種聚合物的新排列組合,可能帶來通訊產業的一場革命……這是記者新年伊始探訪復旦大學“聚合物分子工程國家重點實驗室”,聽到的、見到的故事,它位于復旦江灣校區的化學—高分子樓內。

    圖說:復旦大學聚合物分子工程國家重點實驗室 來源/采訪對象供圖(下同)

    無處不在的神奇分子

      何為高分子?何為聚合物?實驗室主任丁建東教授解答,在自然界,分子質量過萬甚至達到幾百萬的物質稱為高分子,也叫聚合物。隨著科學的發展,化學家們已經開始運用合成和分子組裝等手段,設計創造各類材料,進而將其多樣化的功能體現于不同的實際運用中。這就是聚合物分子工程。近現代的許多重要發明,人類的許多生產和生活物質,皆源于此。

      可以用“點石成金”或“化腐朽為神奇”,來形容聚合物工程。“當一個分子和另一個分子交融時,神奇的一幕就可能拉開。”丁建東說,實際上,聚合物已進入日常生活的每個細節,比如我們希望家里冬暖夏涼,就要創造一種保濕隔熱材料,既能在冬天吸熱又能在夏天阻擋日照。再比如,許多現代醫療器械,就是源于生物醫用高分子的設計。

    點石成金的國之重器

      國防軍工領域更離不開聚合物,它是各類新型材料的基礎。比如,一架飛機要既輕又牢固,很大程度上取決于所用復合材料的高分子基材,而飛機的性能如何、能否抵擋高寒高熱等,也與材料有很大關系。還有芯片制備所需的光刻膠,更需要特殊的高分子技術。

      于是,瞄準國家重大需求成為復旦聚合物分子工程國家重點實驗室的一項使命。丁建東舉例,現在中國人引以自豪的航天器、探月器等,其成功的基礎皆源于新材料,新材料的基礎源于聚合物分子工程。

    不斷追趕世界最前沿

      該實驗室主體依托的是復旦大學高分子化學與物理全國重點學科。走進實驗室的展示廳,一張照片格外醒目:2002年8月15日,《自然》(Nature)刊登了由復旦大學高分子科學系邵正中教授關于蠶絲的研究成果,蠶絲簡單拉一拉,強度可以媲美蛛絲。這是中國第一篇高分子方向的《自然》論文,翻開了中國高分子科學研究在世界自然科學頂級期刊上全新的一頁。

      近年來,復旦科研工作者屢屢挑戰世界高分子研究的最前沿。還記得美國科幻大片中那部編織在袖口上的手機嗎?也許,未來真有這樣一部手機,而它的基礎來自于中國人的智慧。可穿戴電子設備被預測成為下個時代通訊產品的主流,但問題是如何制備柔性高、可集成、又能耐受復雜形變的新型電池?經過11年攻關,實驗室彭慧勝團隊找到了答案。他們的成果“碳納米管復合纖維鋰離子電池”,能通過紡織方法實現單體集成和規模化應用,有望為可穿戴電子設備的普及掀開重要一頁。

      納米世界,是時下聚合物研究的前沿。實驗室鄧勇輝教授課題組在納米狀態下研究了一種新的半導體排列結構。全新排列組合構成的材料顯示出優異的氣體傳感性能。這項基礎研究帶來的是,我們的通訊速度可能飛快提升,未來在環境監測、智能醫學、航空航天、國防安全、宇宙探測等各領域均有重要的應用價值。

      無論是國之重器,還是民用醫療材料,實驗室研究的高分子聚合物可謂“無處不在”,丁建東說,“作為我國高分子研究的基地,毫無疑問,實驗室是未來上海建設科創中心的載體之一。你所想到的皆有可能,這是高分子聚合物的魅力所在,也是我們科研人的責任。”

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    (責任編輯:xu)
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