講座主題：氫鍵/靜電耦合作用調(diào)控高分子的相分離行為及其在軟驅(qū)動(dòng)器中的應(yīng)用
專(zhuān)家姓名：王瑞洋
工作單位：西安交通大學(xué)
講座時(shí)間：2025年07月07日 10:00-11:00
講座地點(diǎn)：八角灣校區(qū)化院A416
主辦單位：煙臺(tái)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院
內(nèi)容摘要：
材料的彈性模量取決于高分子鏈運(yùn)動(dòng)的松弛時(shí)間，而電導(dǎo)率則取決于微觀(guān)離子的運(yùn)動(dòng)速率。由于鏈段和離子運(yùn)動(dòng)之間的耦合運(yùn)動(dòng)，電導(dǎo)率的提高通常以犧牲模量為代價(jià)。因此，目前多采用嵌段聚合物電解質(zhì)體系，以產(chǎn)生軟硬交替的納米相分離結(jié)構(gòu)，理論上可使硬相提供高的彈性模量，軟相提供高的電導(dǎo)率。然而，現(xiàn)行方法所用軟段仍為高分子，軟相中高分子的離子運(yùn)動(dòng)速率仍遠(yuǎn)高于液體小分子，難以擴(kuò)展至具有更快運(yùn)動(dòng)速率，也即更軟組分的高分子/小分子固-液相分離體系，存在著軟相難以“更軟”的問(wèn)題。 這導(dǎo)致材料的彈性模量和離子電導(dǎo)率的提升效果不明顯。將聚合物/聚合物的相分離體現(xiàn)擴(kuò)展到聚合物/小分子體系，能夠在液體小分子所組成的液體通道中實(shí)現(xiàn)離子的快速傳輸，從而有望解決當(dāng)前的困境。然而，在含有離子的聚合物/小分子體系中，具有相反電荷的庫(kù)侖吸引力往往具有較高的結(jié)合能，從而更容易形成均勻溶液或凝膠，很難產(chǎn)生非均相的離子通道。值得注意的是，氫鍵與靜電作用具有相當(dāng)?shù)哪芰苛考?jí)，能消解帶電高分子中靜電作用的單一主導(dǎo)地位。因此，有望利用氫鍵與靜電作用間的競(jìng)爭(zhēng)，平衡，協(xié)同的關(guān)聯(lián)耦合關(guān)系，構(gòu)建出合適的高分子/小分子體系，實(shí)現(xiàn)固/液納米相分離，構(gòu)建液態(tài)離子通道。最終制備出了電導(dǎo)率為10-3S/cm、室溫下儲(chǔ)能模量約為100MPa的聚合物電解質(zhì)，并將其應(yīng)用于具有毫秒級(jí)響應(yīng)和兆帕級(jí)輸出應(yīng)力的軟致動(dòng)器。
主講人介紹：
王瑞洋2013年從武漢理工大學(xué)材料學(xué)院本科畢業(yè)，2018年在浙江大學(xué)高分子系博士畢業(yè)。2018年至2022年在浦項(xiàng)科技大學(xué)化學(xué)系從事博士后研究工作。自2023年在西安交通大學(xué)材料學(xué)院任特聘研究員。目前致力于聚合物電解質(zhì)材料的設(shè)計(jì)、組裝和應(yīng)用。以第一或共通訊作者身份在 Adv. Mater.、 Macromolecules、 Annu.Rev. Mater. Res.等著名期刊上發(fā)表 10 篇論文。于2018年獲Macromolecules 的Top 100 高產(chǎn)作者。博士后階段獲浦項(xiàng)科技大學(xué)化學(xué)系頒發(fā)的青年化學(xué)家學(xué)術(shù)討論會(huì)優(yōu)秀報(bào)告獎(jiǎng)，多次參加重要學(xué)術(shù)會(huì)議，獲IUPAC-MACRO2020+舉辦的第48屆世界高分子會(huì)議優(yōu)秀線(xiàn)上短報(bào)告獎(jiǎng)。
