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    在國家自然科學基金委、北京市科技新星計劃、中科院青年創新促進會和化學所的資助下，綠色印刷院重點實驗室陳光明副研究員與多個大學和科研單位合作，近年來在聚合物基納米復合材料領域取得了系列研究進展。

    應美國科學出版社的邀請，將早期相關研究結果進行總結，綜述在G. Chen, “Polymer/Clay Nanocomposites” in Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, H. S. Nalwa,  2nd Eds., American Scientific Press: New York, 2011, 21, 251。

    在聚合物/碳納米粒子復合材料方面，采用自行分子結構設計的新型Gemini表面活性劑，使碳納米管（CNT）均勻分散在無規聚苯乙烯（aPS）基體中（Polymer, 2009, 50, 5787)，該結果被Carbon(2012, 50, 3-33)題目為“Surface modification for the effective dispersion of carbon nanotubes in solvents and      polymers”的綜述論文作為典型實例在表3（CNT非共價鍵表面修飾）和表6（制備聚合物/CNT納米復合材料）中引用；制備了CNT充分剝離并均勻分散的間規聚苯乙烯（sPS）/原始CNT復合材料（Carbon, 2010, 48, 1434）；發現并研究了該復合材料熱壓過程中出現的獨特花形圖案（RSC Adv., 2012, 2, 7964）；利用p-p相互作用，使EDOT單體在石墨烯(rGO)表面進行模板可控聚合，得到了PEDOT分子構象有序度較高且具有優異熱電性能的PEDOT/rGO復合材料(J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 12393)，并被選為期刊前封面（圖1）；得到了具有優異熱電性能的PPy/rGO復合材料（RSC Adv., 2014, 4, 29281）。

    在層狀雙氫氧化物(LDH)的可控制備及其聚合物基納米復合材料方面，發展了快速尿素水解法可控合成直徑為亞微米尺度的LDH無機粒子，并建立了一步直接脫碳酸化的方法（RSC Adv., 2014, 4, 8686）；提出了一鍋法水熱合成硬脂酸鹽插層LDH的制備方法（Appl. Clay Sci., 2013, 72, 206）；發現并研究了含原始LDH納米片的膠體體系的發光功能性質（RSC Adv., 2014, 4, 19218; Ind. Eng. Chem. Res., 2013, 52, 11045）；并將層板內Eu3+摻雜與層間有機發光陰離子相結合，可調可控LDH的發光功能性（RSC Adv., 2014, 4, 7991）；將硬脂酸有機陰離子插層進入LDH層間，制備了具有高熱穩定性能的PVC/LDH納米復合材料（Polymer, 2008, 49, 3923）；采用有機紫外線吸收劑陰離子處理LDH，得到了具有優異耐紫外線功能的PET/LDH納米復合材料（RSC Adv., 2013, 3, 6282; Appl. Clay Sci., 2013, 75-76, 114）。

    在光譜學研究聚合物納米復合材料方面，提出了適用于聚酰胺6/粘土納米復合材料纖維樣品的線性衰減全反射(ATR)紅外二向色性研究方法（Macromol. Rapid Commun., 2004, 25, 1121），研究了聚酰胺6的晶區和非晶區的取向結構；采用紅外二向色性方法，研究了aPS/粘土納米復合材料的剪切誘導有序結構及其在升溫自組裝過程中的取向變化（Macromol. Rapid Commun., 2000, 21, 746；J. Mater. Res., 2000, 15, 351）；研究了聚氨酯/粘土納米復合材料薄膜在拉伸-回縮-再拉伸過程中，聚氨酯分子硬段和軟段的取向變化（J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys., 2007, 45, 654）；從實驗上證實了CNT對sPS/CNT納米復合材料薄膜樣品單軸拉伸過程中聚合物分子鏈段取向的影響（Chem. Commun., 2011, 47, 899）；并結合偏振拉曼光譜法和SEM技術，較深入地研究了CNT的取向變化以及sPS的主鏈和側基的取向因子(f)的改變機制（Soft Matt., 2011, 7, 4039）；研究了sPS/CNT納米復合材料熔融注塑樣品皮-芯結構中sPS的取向結構變化（Ind. Eng. Chem. Res., 2012, 51, 11695）；采用原位變溫FTIR技術，推導并提出了sPS介晶相的定量測量方法（RSC Adv., 2013, 3, 12631）。

    在水凝膠方面，前期將LDH-NO3首先剝離在甲酰胺中，進而制備了聚丙烯酰胺（PAM）/LDH納米復合水分散體系，并研究了其溶膠-凝膠轉變和流變行為（J. Mater. Chem., 2010, 20, 3869; Mater. Lett., 2009, 63, 1725），該結果被Prog. Polym Sci.（影響因子26.854）綜述(2013, 38, 1442)作為典型例子介紹；近期，制備了不含有機溶劑的羥乙基磺酸插層的LDH(LDH-Ise)水凝膠，該水凝膠表現出良好的耐熱、離心剪切力和酸/堿能力（RSC Adv., 2013, 3, 12021）；在此基礎上，制備了LDH-Ise充分剝離并均勻分散的PAM/LDH納米復合材料水分散體系和弱凝膠，并系統研究其流變學行為（J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 13593）。

最近，采用可水剝離分散的LDH-Ise，首次制備了具有優異力學性能的新型無溶劑PAM/LDH納米復合水凝膠。該NC水凝膠不僅可以承受拉伸、彎曲、打結或壓縮等變形，而且具有超級可拉伸性能：未經水膨脹的原始水凝膠的斷裂伸長率高于4000%，經水膨脹處理后在整個拉伸機測試量程內不斷裂（>6236%）。另外，原始水凝膠在拉伸過程中表現出異常的屈服行為，可能是由于其獨特的微米-納米多尺度網絡結構引起的，經膨脹后屈服現象消失（圖2）。該研究結果近期在Adv. Mater.上發表（Adv. Mater., 2014, 26, 5950）。

圖1 PEDOT/rGO納米復合熱電材料與當期前封面

圖2 PAM/LDH納米復合水凝膠的超級可拉伸性能與微米-納米多級網絡結構