华南理工大学科研团队在软物质本体中首次发现Z相


?

软件阶段结构里程碑!华南理工大学的研究团队首先在软物质本体中发现了Z相

最近,来自华南理工大学华南软物质科学技术研究所的程正Dr博士和黄明军研究人员的最新研究成果发表在国际权威期刊《自然-化学》(自然化学)上。结果表明,中国科学家首先在软物质本体中发现了Z相,并与A15相和C15相共同构成了构成其余27个“ F-K相”的三个基本相结构。

“掌握基础科学的前沿知识将有助于促进新型聚合物材料的工业化。我相信在不久的将来,我们将通过对这些软材料基础设施的研究,为聚合物材料赋予新的性能。”黄明军对记者说。

新结构有望为材料赋予新的特性

纵观人类科学史,对微观材料世界的了解是无止境的。在1980年代,准晶体的发现将晶体学的范围从230个空间组扩展到了无限的可能性,人们逐渐摆脱了对晶体以外的晶体的固有认知。

在发现准晶体之后,科学家发现了一种在晶体结构和准晶体结构之间具有拓扑紧密堆积结构的结构。这是报告开头出现的Frank-Kasper阶段,即FK阶段。 F-K相具有与准晶体结构相似的布置,并且通常被称为准晶体相似结构。目前,在合金中发现了27种F-K相。这27个F-K相可以由三个基本F-K相组成,分别是A15相,C15相和Z相。

在软物质的自组装中,自从Virgil Percec教授于1997年发现A15相以来,Frank S. Bates教授于2017年发现C15相之后,Z相成为唯一未被发现的重要拼图游戏。

难度也很明显。 Z相需要由体积比差大的多个球状基元构成,这些球状基元的平均配位数大。在单组分软质材料中,要同时满足此条件是一个巨大的挑战。

为解决此问题,华南理工大学团队巧妙地设计了一系列基于苯并菲和笼状倍半硅氧烷(POSS)的巨型两亲物,通过精确调节苯并菲和笼状半硅氧烷连接的片段,该片段具有一系列稀有相结构,包括首先在软材料中发现的Z相。

在《自然-化学》的同一时期发表的特别评论中,这项工作揭示了能够通过超分子小球组装获得FK相的所有三个门槛结构的能力,并且还提出了合理设计分子特性以调节FK结构的可能性。战略。评论作者指出:“这种方法使单组分软质材料中那些相结构比组装元素更大的相结构不再遥不可及,并且可能带来材料而又没有发现新结构。相同的性能。”

基于华功平台返回科研成果

黄明军介绍说,整个项目在研发前后已进行了三年多的研究。项目成果的发布离不开华南理工大学研究团队的共同努力。

“首先从事基础研究,然后再面对广东和国内需求,产学研的紧密结合是我们团队的一贯传统。”黄明军说,在高分子材料领域,有必要对材料结构有非常深入的了解。促进材料表现出优异的性能。他认为,华南理工大学已在软物质,尤其是聚合物结构研究领域达到了世界领先水平。将来,它将更加专注于新型聚合物材料的开发,并希望越来越多的成果能够得到应用和登陆。粤。

2016年5月,华南软物质科学技术学院成立,这成为华南理工大学探索和建设世界一流研究机构和世界一流创新人才培训的重要起点基地在软材料领域。目前,该研究所已帮助华南理工大学牵头主持了国家自然科学基金重大项目“先进光学薄膜材料的多尺度结构控制和功能实现”。

此外,华南软材料科学技术学院在华南理工大学“新工程”人才培养中也发挥了重要作用。今年9月,华南理工大学广州国际校区刚刚开幕,欢迎首批本科生到来。校园分子科学与工程学院的本科教学工作是由华南软物质科学技术研究所牵头,程正di院士是该学院院长。首批约60名本科生将接受全日制导师制培训。

《南方日报》记者杜薇通讯员华璇

——