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实验室概况

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实验室研究方向

    有机无机复合材料国家重点实验室坚持以创新型国家经济、国防建设和社会发展中对有机无机复合材料的重大需求为牵引,以高水平队伍的建设和交叉学科研究平台的构建为核心,以基础研究和原始创新为先导,以形成对国民经济可持续发展有重要影响的标志性成果为目标,针对有机无机复合材料领域中的重大主题,结合现有工作基础和学科发展趋势,形成材料分子设计与界面科学先进无机相和有机相材料制备有机无机复合材料制备与应用三大研究方向,三大方向有机关联,从分子层次理论设计、到新复合材料创制、到产业化应用验证,将能形成系统的科学设计理论以及特色制备和加工新技术,建立基础相材料及复合材料模拟与设计无机相/有机相材料制备基础树脂基纳米复合材料弹性体基纳米复合材料碳纤维复合材料五大特色研究单元结构体系,从而为材料基因组学的发展做出贡献。
    
   
方向1:材料分子设计与界面科学
    本方向基本研究宗旨是结合实验表征和合成手段,采用多尺度分子模拟方法来理论研究纳米颗粒、碳纤维等无机相材料在连续基体相中的分散动力学和热力学以及复合材料界面动力学和热力学问题,并采用量子化学以及分子模拟相结合的方法,设计调控无机相的表面物化特性,筛选表面改性剂,调控无机相在基本连续相中的分散状态和结构,实现复合材料的功能化和性能化,使有机无机复合材料体系的组织结构与性能的关系得到准确的理解和实验验证,从而使材料性能预测和材料结构理论设计成为可能,为精确设计并控制材料制备过程提供理论基础,实现复合材料的结构功能一体化,设计和发展智能和多级结构的新型复合材料。主要研究内容包括:
    (1)复合材料结构与功能的构效关系模拟、设计与表征
    (2)有机无机复合材料的界面科学
    
 
   方向2:先进无机相和有机相材料制备
    本方向基本研究思路是围绕有机无机复合材料的目标体系,制备纳米颗粒、高强高模碳纤维等无机分散相材料,以及基于生物炼制方法制备的生物基单体及其聚合物材料、绿色环保水性聚合物材料等有机相材料;研究制备过程中的关键共性科学问题,创制材料制备关键技术并实现工程化应用。主要研究内容包括:
    (1)纳米颗粒材料低成本大规模制备科学与技术
    (2)高强和高模碳纤维的制备科学基础
    (3)水性聚合物乳胶粒子制备科学基础
    (4)生物基相材料的制备科学基础
    
    方向3:有机无机复合材料制备与应用
    本方向基本研究思路是针对纳米颗粒、碳纤维等无机分散相材料在有机基体中稳定分散科学和复合关键技术问题展开基础研究,构建有机无机复合材料设计理论和界面动力学、热力学理论,创制新结构、新功能的有机无机复合材料,满足国家发展的重大需求。通过纳米颗粒的可控分散,实现纳米复合效应;通过碳纤维与树脂有机复合,使复合材料的性能最优化等。重点研究三大复合材料体系:树脂基纳米复合材料、弹性体基纳米复合材料、碳纤维复合材料。主要研究内容包括:
    (1)树脂基纳米复合材料
    (2)弹性体基纳米复合材料
    (3)碳纤维复合材料