如今,高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点,使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能,从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域,并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。
西安交通大学理学院丁书江教授带领创新团队在科研上勇于进取,在高分子材料领域取得了一系列具有国际先进水平的重要成就;他们还重视交流合作与人才培养,努力打造材料科学的创新平台,为我国科技创新体制建设作出了贡献。
发展了高分子空心球模板法,实现客体材料复合位点的精确控制。通过对聚苯乙烯空心球进行化学改性,基于静电或配位作用在聚合物空心微球凝胶壳层内分别生长金属纳米颗粒、导电高分子、磁性材料和半导体等功能物质,进一步处理得到了介孔结构碳复合空心球,提供了一种制备空心结构纳米材料的新思路和普适性的方法。利用介孔结构SiO2“纳米反应器”低温装载熔盐,通过介孔诱导SnO2在壳层内表面沉积,形成
SnO2@SiO2核壳结构,除掉外壳获得SnO2空心微球的方法。
以聚合物微球为模板,基于凝胶诱导功能材料生长机理,建立了制备过渡金属氧化物和硫化物纳米片微球的普适性方法;提出通过空心碗状结构提升金属氧化物填实密度,容量和循环稳定性的新思路。设计构造空心碗状结构SnO2材料,填实密度提高了30%,容量提升到963mAhg-1(100次循环后)。设计了碳支撑的空心碗状纳米片微球,碗形引起了广泛关注是由于在储能,光学,生物医疗等方面的应用。作为电极材料时,叠放的空心碳碗有助于形成有利的传导路径。
提出了利用凝胶聚合物辅助制备一维的无机物分级结构新方法,提升了过渡金属氧化物的电化学储能性能。制备了一系列CNT负载金属氧化物和硫化物纳米片(MoS2)的材料,CNT提高导电性,纳米片结构提高比表面积、增加反应位点,实现在CNT上直接构建直立的纳米片的构想。
发展了在二维石墨烯表面组装二维纳米片的方法,利用石墨烯和纳米片的协同作用提高了过渡金属氧化物的电化学性能。二维的石墨烯更有利于电子向多个方向传递,因此在石墨烯上负载了TiO2,NiO,NiCo2O4等金属氧化物纳米片。制备的
TiO2@rGO纳米片材料充分利用了锂离子在高指数晶面传输速度快的优势,实现了高速充放电:高达10C的充放电速率下,仍然能够保持119mAhg-1的可逆容量,并具备优良的循环性能。制备了石墨烯负载SnO2纳米片的材料,利用石墨烯高的导电性和柔性,缓冲了SnO2材料的体积变化,提升了电化学存储性能。
执著是一种勤勉的跋涉,探索是孜孜不倦的探求。怀着对科学的满腔激情,丁书江在高分子材料发展的科研路上,从容淡定,直道而行……
(杨海琴)