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近期，化學(xué)與材料工程學(xué)院碩士研究生馬哲文、徐瀟東、吳倚天先后在國(guó)際高水平學(xué)術(shù)期刊發(fā)表研究論文。

馬哲文和徐瀟東作為共同第一作者撰寫(xiě)的論文“Bioinspired, Highly Adhesive, Nanostructured Polymeric Coatings for Superhydrophobic Fire-Extinguishing Thermal Insulation Foam”于2021年6月25日發(fā)表在化學(xué)與材料領(lǐng)域高水平國(guó)際期刊《ACS Nano》（IF=15.881）上，指導(dǎo)老師為澳大利亞南昆士蘭大學(xué)宋平安教授。該研究論文被國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Science》以“Polymeric fire-extinguishing coatings”為題在Editors’ Choice中進(jìn)行推薦報(bào)道。

該成果受自然界中蝸牛與樹(shù)蛙粘附機(jī)制的啟發(fā)，以丙烯酸羥乙酯（HEA）和乙烯基磺酸鈉（VS）為原料，通過(guò)自由基共聚，合成了一種水性poly（VS-co-HEA）共聚物。共聚物中豐富的羥基通過(guò)界面氫鍵使其具有很強(qiáng)的界面附著力。同時(shí)VS中的磺酸鈉基團(tuán)提供了阻燃性，并誘導(dǎo)產(chǎn)生了能與聚氨酯（PU）表面產(chǎn)生機(jī)械互鎖的相分離微/納米結(jié)構(gòu)。另外，通過(guò)對(duì)涂層的進(jìn)一步疏水處理，可使其實(shí)現(xiàn)超疏水特征，降低其水敏感性。此外。除了高剪切粘結(jié)強(qiáng)度（＞2.2 Mpa）外，經(jīng)該共聚物處理的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料還表現(xiàn)出了高達(dá)35.5%的極限氧指數(shù)（LOI），達(dá)到了理想的UL-94 V-0等級(jí)，并且最大熱釋放速率（PHRR）（降低87%）和總煙霧釋放量（TSR）（降低71%）顯著降低，明顯優(yōu)于以往的阻燃PU泡沫塑料。

吳倚天作為第一作者撰寫(xiě)的論文“Simulation-guided design of bamboo leaf-derived carbon-based high-efficiency evaporator for solar-driven interface water evaporation”于2021年7月28日發(fā)表在材料領(lǐng)域高水平國(guó)際期刊《Energy & Environmental Materials》（IF=15.122）上，指導(dǎo)老師為浙江農(nóng)林大學(xué)陳浩副教授、沈哲紅教授和龐亞俊博士。

該成果以計(jì)算機(jī)光路模擬為指導(dǎo)，利用碳化竹葉（CBLs）構(gòu)造了一種新的光吸收結(jié)構(gòu)。接著利用聚丙烯酰胺（PAM）對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修飾，制成集光吸收、光熱轉(zhuǎn)化和水傳輸三大功能于一體的太陽(yáng)能界面水蒸發(fā)器（PVCBL）。一方面，該蒸發(fā)器可利用豎直排列的片狀竹葉衍生碳結(jié)構(gòu)擴(kuò)展光路，增加吸光面積，因而具有出色的光吸收性能。另一方面，在豎直排列的CBLs之間連續(xù)分布的PAM水凝膠可以作為垂直通道，支持水的高速運(yùn)輸，并且縮短水蒸發(fā)路徑。因此，該蒸發(fā)器的平均光吸收率達(dá)到~96.1%，其在一個(gè)太陽(yáng)（1 KW m^-2）光照下的水蒸發(fā)速率為1.75 kg m^-2h^-1，光-汽轉(zhuǎn)化效率高達(dá)91.9%。另外，基于該蒸發(fā)器的蒸發(fā)設(shè)備在完成水蒸發(fā)的同時(shí)，可同步實(shí)現(xiàn)海水淡化、重金屬離子移除、以及染料分離。此外，該設(shè)備適用于戶(hù)外，并具備重復(fù)循環(huán)使用的能力。該研究工作為利用生物質(zhì)材料實(shí)現(xiàn)高效太陽(yáng)能水蒸發(fā)和協(xié)同水處理提供了一種創(chuàng)新思路。

據(jù)悉，兩篇論文的第一作者徐瀟東和吳倚天均為我校高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)生，兩位同學(xué)本科期間就跟隨導(dǎo)師進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展科研訓(xùn)練，并考入本校相應(yīng)課題組攻讀碩士研究生。正是基于本科階段的積累和研究生階段的努力工作，他們才取得了高水平的研究成果，這充分體現(xiàn)了學(xué)院在本科導(dǎo)學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)和本碩博一體化人才培養(yǎng)方面的成效。

(化學(xué)與材料工程學(xué)院)