有些老师想更多了解张俐娜教授开创的纤维素溶解方法和它的应用。查得一些简单的介绍,和大家分享。
纤维素和甲壳素是最丰富的天然高分子,聚苯胺是是具有迷人性能的合成高分子重。这三种大分子共同的特点是易形成氢键,成为难溶解于一般溶剂而难以加工的顽固性大分子。这成为利用它们生产环境友好型材料的难题。
张俐娜教授利用高分子物理理论和方法研究天然高分子-纤维素、淀粉、甲壳素和大豆蛋白质及真菌中多糖及其改性产物的结构、分子尺寸、链构象和生物可降解性。她和她的研究团队,利用水体系中分子之间可形成氢键配体且在低温条件下比较稳定的提点,开创了一种崭新的低温溶解法——用NaOH/尿素(7%NaOH/12%尿素)为低温溶剂,在预冷到-12℃时,使纤维素大分子通过与溶剂小分子动态自组装,形成表面为尿素和NaOH氢键配体的水溶性包合物而迅速溶解。而聚苯胺则通过聚苯胺上-NH与纤维素-OH氢键结合而溶于纤维素溶液中。
利用NaOH/尿素体系和低温溶解过程制备的纤维素、甲壳素、聚苯胺/纤维素溶液,通过喷丝、流延、油/水相分离、凝胶化、热压等不同成型方法并利用酸性水溶液凝固再生制备出各种新材料,主要包括再生纤维素丝、透明膜和发光膜、磁性丝和微球、智能水凝胶、生物相容性材料、重金属离子吸附材料、导电性能材料、分离材料、便携式催化剂(高效催化水生成氢)、酶固定化、有机/无机杂化材料、高强度塑料。
张俐娜教授提出了低温下大分子与溶剂自组装形成新的氢键配体导致溶解的新机理,并已初步实现低温溶解纤维素和纺丝的工业化试验。基础研究成果已在国内外刊物发表论文410余篇,其中370篇发表在国际SCI源刊,被他人引用3400余次,H-因子为36;主编专著3部;获准专利62项;荣获省级自然科学一等奖1项,技术发明一等奖1项;获美国化学会2011年AnselmePayen奖。近十年她先后主持国家自然科学基金重点项目、国家“973”项目、“863”项目、国际合作项目等10多项,总经费约1300万元。已培养50名博士,1名外国博士后和19名硕士。目前正在指导10名博士研究生和8名硕士研究生,已形成天然高分子材料领域的国际知名科研团队。