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[1]恭喜课题组张超、杨熙两位位博士获得高分子系2017年度优秀博士生岗位助学金。[NEW]

[2]近年来，贻贝仿生化学已被发展为材料表界面改性与功能化的重要手段之一。自2014年起，聚合物分离膜表界面工程课题组对该领域开展了系统的基础研究，相继解决了快速、均匀、稳定、颜色、定向等问题，制备了梯度、自支撑、两面神、仿生矿化等分离膜材料。迄今课题组已在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、J. Mater. Chem. A、ACS Appl. Mater. Interfaces、Chem. Commun.、Green Chem.、ChemSusChem以及J. Membr. Sci.等国内外著名期刊发表研究论文40余篇，其中两篇论文入选ESI高被引论文。在此基础上，课题组与美国阿贡国家实验室Seth B. Darling博士课题组合作, 杨皓程博士和吴铭榜硕士生共同撰写了题为“Dopamine: Just the right medicine for membranes”的综述论文，重点介绍了课题组在贻贝仿生涂层的可控沉积、聚合物膜表面的可控改性、高性能纳滤膜的可控制备以及两面神膜的可控构建与应用等方面的研究进展。该综述论文被Adv. Funct. Mater. (IF=12.12)正式录用发表！[NEW]

[3]纳滤作为一种低成本、高能效的绿色分离技术在水体净化、脱盐、物料浓缩和分离等方面有广泛的应用。致密、均一、稳定的分离层对高性能的薄层复合纳滤膜至关重要，而在聚合物基质中添加无机纳米粒子能从多个方面有效提高聚合物分离膜的性能。基于课题组前期工作，博士生吕嫣提出在在多巴胺（PDA）-聚乙烯亚胺（PEI）共沉积体系中加入荷正电的金纳米粒子（GNPs），通过一步沉积法制备出以PDA/GNPs/PEI混合基质薄层为分离层的复合纳滤膜。分布均匀的纳米粒子不仅提高了纳滤膜表面的正电性，使之对多价阳离子和金属离子表现出优异的截留性能，还有效改善了复合膜的水通量。在长时间测试过程中，该膜还表现出优异的耐压力稳定性和抗菌性。相关论文“Nanocomposite Membranes of Polydopamine/Electropositive Nanoparticles/ Polyethyleneimine for Nanofiltration”被J. Membr. Sci. (IF=6.035)录用发表。[NEW]

[4]恭喜课题组张超、杜勇、吕嫣三位博士获得高分子系2016-2017学年研究生国家奖学金。[NEW]

[5]近十年来，以多巴胺的氧化自聚为代表的仿生贻贝化学为材料表界面科学与技术的发展注入了巨大的活力，被广泛地研究用于能源、环境和生物等诸多领域相关材料的表界面改性和功能化。但研究者对聚多巴胺的聚合、沉积机理以及粘附行为缺乏系统和科学的认知，从而也限制了仿生贻贝化学的进一步发展。基于课题组前期工作，博士生张超与加拿大阿尔伯塔大学曾宏波教授课题组龚露合作，利用AFM胶体探针技术研究了聚多巴胺涂层与不同亲疏水表面的粘附力大小，并通过热力学计算对相互作用能进行分析，进而比较清楚地揭示了聚多巴胺在不同亲疏水表面的沉积机理。相关论文“Deposition and Adhesion of Polydopamine on the Surfaces of Varying Wettability” 被ACS Applied Materials & Interfaces (IF=7.5045)录用发表。

[6] 博士生张超对多巴胺聚合机理进行分析的基础上，提出利用多巴胺聚合过程中产生的半醌自由基引发水溶性丙烯酸酯类单体的自由基聚合，同时在聚多巴胺的协助下所生成的聚合产物可以沉积在基材表面，可以实现一步法制备抗污染和抗菌涂层，这种简单的功能涂层构建策略为仿生贻贝化学注入了新活力。相关论文“Dopamine-Triggered One-Step Polymerization and Codeposition of Acrylate Monomers for Functional Coatings”也被ACS Applied Materials & Interfaces (IF=7.5045)录用发表。[NEW]

[7] 锂离子电池隔膜在保证锂离子传输的同时，阻止电池正极与负极的直接接触，避免电池短路，与锂离子电池的电池性能及安全性能息息相关。基于课题组前期工作，博士生皮俊轲提出使用多巴胺(PDA)-聚乙烯亚胺(PEI)共沉积体系构建PP-PDA/PEI-ZrO₂三层结构的有机无机复合膜。有机无机复合隔膜在相同高温环境下的热收缩率缩小为初始的1/5，电池的安全性能得到了显著提升。相关论文“Separators with Biomineralized Zirconia Coatings for Enhanced Thermo- and Electro-Performance of Lithium-Ion Batteries”被ACS Applied Materials & Interfaces (IF=7.5045)录用发表。

[8] 抗污染聚合物刷的氧化稳定性对其使用寿命有很大影响。博士研究生杜勇和本科生高靖尧发现溶液中的PSBMA、PMPC、PCBMA和POEGMA聚合物在通常氧化条件下保持稳定。而在苛刻的氧化条件下，PSBMA和PMPC的稳定性更好。然而，表面接枝的四种聚合物刷即使在极低浓度的氧化剂溶液中也会快速失重，这主要是由于聚合物链根部被切断。其中，PSBMA、PMPC以及PCBMA的稳定性相近，而POEGMA最好，这主要是由POEGMA聚合物刷特殊的交联结构导致的。相关论文“Understanding the Oxidative Stability of Antifouling Polymer Brushes”已被Langmuir (IF = 3.883)录用发表！

[9] 结构色是一种自然界常见的物理现象，主要由光的干涉，衍射以及散射造成，它被广泛地应用于色彩展示，传感器，光学器件以及防伪标签等领域。该领域存在的最大的挑战是如何利用吸光性材料制备具有颜色明亮而且不随角度变化的结构色。基于薄膜干涉原理，博士生张超提出利用CuSO₄/H₂O₂作为氧化剂在高反射率表面上构建聚多巴胺涂层，该方法能够让昏暗的聚多巴胺涂层穿上“华丽的外衣”，并且展现出的颜色不随观察角度变化。CuSO₄/H₂O₂的引入让涂层表面粗糙度的下降，极大地减少漫反射。同时，受益于构建方法，在不同基材表面可以大面积的构建具有图案化的结构色，并且展现出优秀的稳定性。最重要是可以在该体系中引入具有响应性聚合物共沉积，例如PNIPAM, 构建响应性结构色，可以用于传感器和防伪标签。相关论文“Mussel-inspired polydopamine coatings for large-scale and angle-independent structural colors”作为封面发表在 Journal of Materials Chemistry C (IF = 5.066)上。

[10]多巴胺通过氧化自聚在不同基材上形成的聚多巴胺涂层具有良好的粘附性和成膜性，且其涂层的厚度和表面化学组成可以很好的被调控，带有分离功能的聚多巴胺涂层可以被应用于气体分离，水相纳滤和渗透汽化等多个领域。然而，目前制备的聚多巴胺涂层存在结构疏松和化学稳定性不足等问题，这些问题成为阻滞其在膜分离领域得以更广泛应用的一大挑战。基于课题组前期工作，博士生张超和吕嫣通过筛选氧化剂，提出制备均匀、致密的聚多巴胺涂层的必要条件，并在适宜氧化条件下通过聚多巴胺的沉积在超滤膜基底上成功构建了纳滤分离皮层。实验发现，在CuSO₄/H₂O₂体系中制备的聚多巴胺纳滤分离层厚度降低到75 nm, 膜孔径缩小至0.56 ± 0.04 和0.93 ± 0.04 nm。该复合纳滤膜显示出优异的水相纳滤性能——在0.6 MPa条件下，对Na₂SO₄的截留率超过90%，通量高达60 L/m2h。此外，该聚多巴胺涂层在强酸和强碱性环境中表现出优异的稳定性，浸泡长达120小时后仍然保持杰出的纳滤性能。因此，我们第一次将该复合纳滤膜用于有机溶剂纳滤，成功地从有机溶剂中100%回收了尺寸为2 nm的金纳米粒子，极大地拓宽了聚多巴胺涂层在膜分离领域的应用。相关论文“Polydopamine Coatings with Nanopores for Versatile Molecular Separation”发表在 ACS Applied materials & interfaces (IF = 7.145)上。

[11] 界面聚合作为一种能够快速高效的在超滤膜基底上构建复合超薄皮层构建纳滤膜的方法，已受到学界和工业界广泛地关注。博士生杨熙通过在传统的超滤膜基底上引入一层仿生贻贝共沉积层，并首次从纳米孔道的毛细管作用力角度出发，揭示了基底表面亲水化改性或者引入亲水性中间层之后，毛细管作用引起向上的Laplace力会使得水相中更多的胺类单体被吸附在基底表面的现象。结合V. Freger前期对于界面聚合的理论分析，反应物浓度的增加会使得有限的反应区域中，使得形成聚酰胺选择性分离层的厚度减小。通过减小分离层的厚度以及增加交联度来制备高通量、高截留率的新型纳滤膜，最终制备得到的纳滤膜性能良好，在Na₂SO₄截留率大于97%的情况下，水通量与没有该中间层相比提高近两倍。该工作对于界面聚合方法的进一步理解提供了实验和理论方面的证据，并有望进一步通过它来研究界面聚合过程和生成的聚酰胺选择性分离层的相应结构与性质。相关论文“Nanofiltration Membrane with A Mussel-Inspired Interlayer for Improved Permeation Performance”已被Langmuir（IF=3.993）录用发表！

[12] Janus膜是指一类具有不对称性结构或性质的新型膜材料，由于其独特的表面性质和分离性能，目前受到了广大研究者的关注。硕士生吴铭榜基于前期的研究成果，利用多巴胺/聚乙烯亚胺的单面沉积制备得到了具有不对称浸润性的Janus膜，并将其应用于膜乳化领域。在膜乳化过程中，亲水膜只能制备出水包油乳液，疏水膜只能制备油包水乳液，而Janus膜由于其膜两面分别呈现出亲水性和疏水性，因此利用Janus膜可以同时实现水包油和油包水乳液的制备。另外，Janus膜还具有更小的跨膜压力，这在一定程度上可以降低整个过程的能耗。相关论文“Janus Membranes with Opposing Surface Wettability Enabling Oil-to-Water and Water-to-Oil Emulsification”被ACS Appl. Mater. Interfaces (IF=7.145) 录用发表！

[13] 表面污染在膜分离技术领域中是普遍存在的沉珂顽疾，会造成分离膜的过膜压力增大，水渗透通量下降以及服役寿命减小。基于此，博士生张超和本科生李浩南提出利用 CuSO₄/H₂O₂产生大量活性自由基来诱导聚多巴胺/聚磺酸甜菜碱快速、高效地沉积在膜表面。沉积时间从8小时缩短到1小时，改性后的膜具有优秀的亲水性，纯水通量在0.1 MPa达到7506 L/m²h,而且对蛋白质和细菌都有高效、持久的抗黏附性能。相关论文“CuSO₄/H₂O₂-triggered Rapid Co-deposition of Polydopamine/Poly(sulfobetaine methacrylate) Coatings for Antifouling Membrane Surfaces”被Langmuir (IF = 3.993)录用发表！