考研復試綜合功能高分子

1、1 吸收分離高分子材料：重點用于廢氣與廢水處理的功能材料；具有高選擇性吸附、分離功能的膜及納米介孔材料等；3.有機高分子材料及微型器件化發(fā)展的重要方向。（1）分子材料與分子電子器件：該領域的主要方向是：新型功能分子的設計、與組裝；分子納米結構的構筑；分子的組裝、自組裝以及自組裝技術在分子電子器件上的應用。這些分子電子等。（2）光電信息功能高分子材料重點主要在：徑；有機高分子光子晶體材料：探索有機高分子形成光子材料的途導線、分子整流器、分子開關、分子晶體管、分子馬達及分子邏輯器器件主要包括分子電開關、分子光開關和分子電光開關的設計、分子物分子或少數分子組合體的光、電和磁特性將成為高分子向功能化以

2、能；另一方面各類新型的高分子材料將應運而生，尤其是有機及聚合用高分子材料需要不斷地升級改造，以降低成本、提高材料的使用性濟基礎產業(yè)以及國家安全不可或缺的重要材料。一方面量大面廣的通有機高分子材料是現代工業(yè)和高新技術的重要基石，已成為國民經密度高分子材料：開發(fā)密度高的高分子材料；高分子傳輸材料：和開發(fā)應用于通訊傳輸的具有較高光學透過性，光學均勻，且高折射率、低光損耗的高分子光纖； 高分子顯示材料：有機高分子電致發(fā)光材料、高分子液晶材料等，其發(fā)展方向為開發(fā)出具有高的電致發(fā)光效率、低驅動電壓，具有不同發(fā)光波長（彩色）和長的各種發(fā)光器件。（3）生物醫(yī)用高分子材料包括：藥物載體與控釋材料：適于各類藥物的

3、新型生物降解高分子載體和控釋材料的設計與，藥物與載體的相互作用以及藥物載體體系的生物醫(yī)學性能（注射、口服、吸收、分布、排泄等）評價；誘導組織自修復與再生材料：能夠誘導組織自修復與再生新型生物降解材料的設計與，材料的形態(tài)、降解速度等與組織自修復和再生過程的相互作用關系；生物醫(yī)用材料的表面修飾以及生物相容性：不同結構的生物醫(yī)用材料表面修飾新方法以解決材料的生物相容性問題等。（4）與能源、環(huán)境相關的高分子功能材料電池、能電池的關鍵高分子材料：高能、長固態(tài)電池及相關電極材料 不同有機光敏和納米半導體結構體系的能電池，柔性、薄膜能電池的將是未來發(fā)展的重要方向；吸收分離高分子材料：重點用于廢氣與廢水處理的

4、功能材料；具有高選擇性吸附、分離功能的膜及納米介孔材料等； 環(huán)境敏感材料與材料智能化：對微量有害物質等環(huán)境敏度感應和傳感材料及危害防護材料等；綠色、環(huán)保高分子材料：重點天然高分子材料（如淀粉、素等）的改性等。4.敏感與傳感轉換材料敏感與傳感轉換材料是指對電、磁、光、聲、熱（溫度）、力、化學、生物變化敏感并具有轉換功能的材料，包括磁性材料、磁電材料、磁阻和巨磁阻材料、電磁液流變液體、磁致伸縮材料、電阻材料、超導材料、感光和發(fā)光材料、介電材料（介電、壓電、鐵電、熱釋電、微波材料）、氣敏、材料、熱偶、合金及儲氫材料、生物傳感材料及智能材料。一般說來，任何一種物質，在不同的溫度、壓力和外場（如引力場、

5、電場、磁場等）的影響下，將呈現不同的物態(tài)。敏感與傳感轉換材料的關鍵是突出各種時相變中的變化過程。5.納米科學與技術（1）方向：物質在納米尺度上表現出的物理、化學和生物特性，單分子的特性和相互作用，為以原子、分子為起點，設計和構筑新的納米結構、材料和器件，提供科學基礎和理論準備。加強對納米結構新的測試和表征方法的和探索，加深對納米科技方法的理解。（2）應用方向，納米技術的發(fā)展有 5 個主要方向：以納米材料（顆粒、C60、碳納米管）為代表的方向；以從微電子向納電子轉化為代表的方向；以微光、機、電集成系統、機、電集成系統為代表的方向（MEMSNEMS）；以納米生物學、系統為代表的方向；以納米物理化學

6、性質、表征等為代表的方向。（3）納米技術在紡織領域的應用：目前，納米技術在紡織方面的應用主要表現在納米復合及納米技術在紡織后整理等方面。納米復合：化學中加入納米級添加劑，可以制造出新一代功能性更強的、不同用途的優(yōu)良復合化學。這種方法的技術難度比直接制造納米的難度要低，是近期內納米技術在紡織領域中應用的主導方向。結合當前的實際情況，應考慮發(fā)展以下幾類：抗紫外納米 TiO2 和納米 ZnO 等陶瓷粉，由于小尺寸效應，對光的吸收性很強。以它們?yōu)闊o機紫外線劑制成的抗紫外線型或織物，不僅可全面抵御 UV-A、UV-B 對皮膚的，而且還能反射可見光和紅外線，具有遮熱功能，以此類制成的織物，便于印染整理，手

7、感柔軟，透氣涼爽，服用性好。目前從國內外研制生產的品種來看，涉及到滌綸、維綸、腈綸、錦綸、丙綸和粘膠等。 抗菌、抑菌和除臭納米級TiO2 和ZnO 等光催化無機抗菌劑可應用于超細等特殊場合，是前景廣闊的新型抗菌材料。它們可作為添加劑加到滌綸、丙綸、錦綸、腈綸、粘膠等化纖中，賦予各類及其織物抗菌、抑菌、除臭功能，從而起到和美學作用，所制成的不僅具有疏水導濕性、快干性、抗污性、密度小和手感柔軟等特點，且抗菌性能持久。導電將二氧化錫和氧化鋅等白色納米粉體與高聚物混合紡絲或通過吸附法及浸漬化學反應使其覆蓋于表面上，制成白色導電，可用來制作防護服、工作服和裝飾性導電材料。遠紅外此類可以吸收光和輻射的遠紅

8、外線，也可以發(fā)射出波長和功率與其溫度相適應的遠紅外線，因而使織物具有更好的保暖效果；它還能吸引自身向外散發(fā)的熱量，并再向反射易吸收的遠紅外線。同時，由于特殊的物理效能刺激生理發(fā)生變化，還能達到和抑菌的作用。遠紅外除了具有反射功能外，還兼有抗可見光、近紅外線和抗紫外線的功能，可用來制作夏日服裝、野外工作服、遮陽傘及裝飾用布等，孕育著十分廣闊的市場?？諝庳撾x子奇冰石納米復合粉是將多種天然礦石進行深度加工，并添加納米TiO2 等納米粉體制成的性能奇特的超細粉體。添加了奇冰石的丙綸、滌綸，可以產生空氣負離子，發(fā)射遠紅外電磁波，還可以人體需要的微量元素，因此可制作服、室內裝飾布、窗簾、家用紡織品、汽車裝

9、飾布等。它還可以為隨時補充所需要的微量元素，實現了工程和紡織工程的完美結合，易被廣大消費者接受，具有較大的市場潛力。高強高模量納米碳管的強度極高，彈性模量也很高，甚至可以彎曲后再彈回，可用于高強高彈性。另外，粘土與聚合物的復合能夠大大提高材料的強度和模量，服裝學院利用納米粘土的這種功能，與聚酰胺插層聚合開發(fā)尼龍納米功能，使的強度和模量有很大的提高，尤其是模量，可以提高 2 倍，但的紡絲性能沒有明顯的改變。除了上述功能以外，采用納米粉體對進行改性，還可以開發(fā)多種功能，如變色、耐熱、芳香、磁性、儲能、發(fā)光、阻燃、吸水吸濕、防水拒油等。納米技術在織物后整理中的應用直接涂層法獲得功能性涂層先將納米微粒

10、直接加入到織物整理劑中，使其均勻分散，然后使織物通過包含納米微粒的整理液，在粘合劑作用下直接涂覆在織物表面，形成功能性涂層。接枝技術法獲得功能性涂層對于某些涂層牢度不夠、功能性不持久的情況，可采用接枝技術。具體可采用兩條技術路線：一是將對納米材料有很強的配位能力的有機化合物接枝到棉上，制成簡單的有機分子模板，再將納米團簇組裝到上；二是在納米微粒時，用可接枝到上的化合物作為捕獲劑，使納米微粒通過捕獲劑進行表面修飾形成團簇，再把團簇接枝到上。（4）納米改性涂料實驗表明，在各類涂料中添加納米材料，如納米 TiO2，可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料，廣泛應用于醫(yī)院和家庭內墻涂飾；防紫外線

11、涂料，用于生產防紫外線陽傘；吸波隱身涂料，用于隱形飛機、隱形軍艦等國防工業(yè)領域及其他需要電磁波場所的涂敷。在涂料中添加納米 SiO2，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強度成倍提高，涂料的質量和檔次大大升級。納米二氧化鈦超親水性和超親油性的開發(fā)應用將為涂層材料帶來，使表面具有自清潔功效，防污、防霧、易洗、易干。納米材料改性外墻涂料的耐洗刷性可由原來的 1000 多次提高到 1 萬多次，老化時間延長 2 倍多，利用納米材料的光學性能改性后的顏料色彩艷麗、保持持久且極易分散。（5）納米稀土納米稀土是目前國內納米材料發(fā)展的熱點之一。目前正在重點開發(fā)紡織用納米稀土材料、PDPLED 用稀土發(fā)光材料、稀土熒

12、光粉和高性能稀土合金。納米稀土的主要應用方向為汽車尾氣催化劑（如納米 CeO2）、紡織纖維添加劑、高性能稀土發(fā)光材料、陶瓷及涂層等。（6）納米陶瓷氧化釔鋯是一種應用廣泛的陶瓷材料，用納米氧化釔和氧化鋯能在較低溫度下燒結成氧化鋯陶瓷，具有很高的強度和韌性，可用作刀具和耐磨零件，也可制成陶瓷發(fā)部件。此外，稀土氧化物等納米材料可以摻入普通陶瓷粉，噴涂在陶瓷基體上形成無機陶瓷臘（膜），代替聚四氟乙烯有機膜，做成耐熱、無鉛、不粘的日用陶瓷炊具。 （7）高分子納米材料高分子材料將是納米材料的主體之一，高分子納米材料的發(fā)展將主要涉及如下一些重要方向：結構、尺寸、形貌可控的高分子納米材料技術：高分子納米材料的

13、形成機理與生長動力學；高分子納米材料的新方法；高分子納米材料的穩(wěn)定性。高分子納米圖案的有序化自組裝技術：運用分子組裝、自組織和模板技術，組裝成各類圖案化的高分子陣列，形成納、微電子器件或者作為納、微電子器件的模板或者襯底。高分子納米復合材料：高分子材料與其他納米顆?；蛘叩膹秃希瑢⒂锌赡苁垢叻肿蛹{米材料實用化。（8）納米電子學納米尺寸效應導致電子運動受限，誘發(fā)量子尺寸效應。納米技術在實質上推動了在分子水平上具有新奇的物理、化學或生物特性的新材料、新器件設計。從這個意義上講，納米技術的中心在納米電子學領域內得到實現。預期 Si 基納米器件仍將保持中心的位置。相應的關于量子尺寸效應、隧道效應、交換耦

14、合、納米線的傳導性以及納米尺度上的磁性和鐵電特性的，設計納米尺度新器件的物理基礎。分子電子學及單壁納米碳管和富勒烯（碳原子團）的，光納米電子學及III-V 族量子點材料和器件的，都是迅速發(fā)展中的納米技術的新領域和新趨勢?；诩{米磁性材料的巨磁阻現象及相關器件的也在迅速進展中。（9）納米發(fā)生物分子納米發(fā)僅有一個大小，由兩部分組成：一部分用有機物充當發(fā)，另一部分用鎳無機物充當螺旋槳，整臺發(fā)長750nm，寬 150nm。這臺發(fā)由 ATP（三磷酸腺苷）提供能量，由 ATP 酶驅動發(fā)運轉。每加一次能量，納米發(fā)可連續(xù)工作 1 小時?？茖W家高度評價此項科技成果，認為生物分子納米發(fā)動機在醫(yī)學領域將大有用武之地

15、。例如，它可以充當一個小護士，巡視全身；它還可以在體內充當一個小藥劑師，解釋細胞發(fā)出的化學信號，計算必要的劑量，在內直接分配藥量等。6.生物材料人造生物類材料是指人造類生物材料和人造具有生物活性或某種生物功能的材料，也包括天然生物材料的改性、處理和在材料方面的應用。類生物材料包括仿生材料、生物醫(yī)用材料、生物靈性材料，即在電、光、磁等作用下具有伸縮功能的類似生物的智能材料，如聚合物人造肌肉（科學人，2003，12）。這門學科特點是物理、化學、生物、材料、光電子的交叉；納米、微米，宏觀尺度的交叉；原子、分子、大分子、超分子的交叉；無機、有機、高分子的交叉和復合。關鍵問題是自組裝。7.復合材料復合材料的新課題包括不同尺度（納米到大分子）、不同形狀（顆粒、薄膜、塊體等）、不同方式（混合、融合、鍵合、接枝等）的有機無機復合、聚合物聚合物的復合、與織物的復合。