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关于拟申报2020年度河南省自然科学奖“高强韧水凝胶的构筑与强韧机理”的公示
发布时间 : 2020-04-23


据河南省科技奖励办公室《关于开展2020年度河南省科学技术奖推荐工作的通知》要求,由河南理工大学、上海海洋大学、同济大学等单位共同完成的高强韧水凝胶的构筑与强韧机理项目由河南理工大学推荐申报河南省自然科学奖,对我校马杰同志参与申报报奖材料进行公示,详见附件。

在公示期内,任何单位或个人对公示项目的内容及推荐材料的真实性和项目完成人持有异议的,可以书面形式提出,并提供必要的证明材料,以便于核实查证,确保实事求是、客观公正地处理异议。

公示日期:2020422日至429日。


联系人:金夏芳

邮  件:jinxiafang@tongji.edu.cn

电  话:021-65981635


附件:

  1. 项目简介

高强韧水凝胶是近年来材料领域的研究热点之一,双网络水凝胶(DN凝胶)和纳米复合凝胶(NC)是其中的典型代表,但也存在着制备过程复杂耗时、成型性差、容易软化、耐疲劳性能差、自修复性差、增强增韧机理不清等诸多问题。提出新颖的制备方法和策略,深入研究它们的网络结构与性能关系,阐明其增强增韧机理,对设计和制备新型高强韧水凝胶具有重要意义。

本项目取得的创新成果和重要进展分为五个方面:

1原创性地发明了“一锅煮”制备DN凝胶的普适性新方法,利用明胶或多糖的热可逆溶胶-凝胶转变现象,可以简单快捷制备任意形状和复杂精细结构的DN凝胶,凝胶是物理和化学杂化交联的网络结构,不仅具有高强度还表现出快速的自恢复性能;

2率先明确了物理网络增韧化学凝胶的必要条件,提出了杂化DN凝胶的增强增韧机理,阐明了其刚性和韧性同时提高是由于第一重物理凝胶网络交联程度的增大造成的。

3国际上首次提出了制备全物理交联DN凝胶的新策略,即两重网络都采用物理交联的凝胶,利用氢键相互作用和疏水相互作用,报道了第一例全物理交联DN凝胶,该凝胶不仅具有高强度,还表现出更高的韧性,并且全物理交联的网络结构还使得凝胶具有一定的自修复性质。

4提出了一种提高DN凝胶耐疲劳性质的新思路,即在第二重网络中引入强物理相互作用制备化学和物理杂化双交联的第二重网络,而强而韧的第二重网络减轻了对第一重网络的再破坏,也可以耗散能量,从而提高凝胶的强度和韧性,并且可以部分重构网络结构,从而使得DN凝胶不仅具有高强度,在室温下还具有快速自恢复和优异耐疲劳的性质。

5提出了杂化双交联NC凝胶能量耗散的新机制,研究了纳米材料与聚合物间的相互作用,阐明了化学交联剂对NC凝胶机械性能和自修复性的影响规律,发现了其具有新的能量耗散机制,即在小形变下只是分子链的伸展而表现出弹性并不耗散能量,而在大形变下分子链从纳米材料表面发生剥离而形成大的滞后现象,凝胶的自恢复现象是由于分子链在纳米材料表面的再吸附造成的。

项目共发表SCI收录论文16篇,提交的代表性研究成果包括8篇论文和4份已授权国家发明专利,发表在Advanced Functional MaterialsChemistry of MaterialsMacromoleculesJournal of Materials Chemistry B等国际权威期刊上, 8篇代表性论文中有SCI一区论文6篇、二区论文2篇,影响因子大于102篇、SCI他引577次,单篇最高他引175次,4篇入选ESI高被引论文(其中1篇入选ESI热点文章)3篇入选封面文章,4项成果分别获得河南省自然科学优秀学术论文一、三等奖,5项国家自然科学基金项目顺利完成项目结题,在学术界产生了积极良好的影响。

  1. 代表性论文专著目录

论文专著名称/

刊名/ 作者

年卷页码

xxxxxx页)

发表

时间

通讯作者

第一

作者

国内

作者

他引

总次数

检索

数据库

中科院

JCR分区

核心

期刊

A novel design strategy for fully physically-linked double network hydrogels with tough, fatigue resistant, and self-healing properties/Advanced Functional Materials/Chen Qiang, Zhu Lin, Chen Hong, Yan Hongli, Huang Lina, Yang Jia, Zheng Jie.

2015

25

1598-1607

2015311

陈强,

Zheng Jie

陈强

陈强,朱琳,闫红利

黄丽娜

杨佳,

175

SCI-E

一区、

ESI高被引论文

Fundamentals of double network hydrogels/Journal of Materials Chemistry B/Chen Qiang, Chen Hong, Zhu Lin, Zheng Jie

2015

3

3654-3676

2015331

Zheng Jie

陈强

陈强,朱琳

102

SCI-E

一区、

ESI高被引论文

Adsorption removal of ciprofloxacin by multi-walled carbon nanotubes with different oxygen contents from aqueous solutions/Chemical Engineering Journal/Yu Fei, Sun Sainan, Han Sheng, Zheng Jie, Ma Jie

2016285

588-595

201621

马杰

于飞

于飞,孙赛楠

韩生,马杰

63

SCI-E

一区、

ESI高被引论文

Adsorptive removal of antibiotics from aqueous solution using carbon materials/Chemosphere/Yu Fei, Li Yong, Han Sheng, Ma Jie

2016153

365-385

201661

马杰

于飞

于飞,李勇,韩生,马杰

114

SCI-E

二区、

ESI高被引论文和ESI热点论文

Improvement of mechanical strength and fatigue resistance of double network hydrogels by ionic coordination interactions/Chemistry of Materials/Chen Qiang, Yan Xiaoqiang, Zhu Lin, Chen Hong, Jiang Bing, Wei Dandan, Huang Lina, Yang Jia, Liu Baozhong, and Zheng Jie

2015

3

3654-3676

2016823

陈强,

Zheng Jie

陈强

陈强,闫小强,朱琳,姜兵,魏丹丹黄丽娜

杨佳, 刘宝忠

50

SCI-E

一区

Simultaneous enhancement of stiffness and toughness in hybrid double network hydrogels via the first, physically -linked network /Macromolecules/Chen Qiang, Wei Dandan, Chen Hong, Zhu Lin, Jiao Caicai, Liu Ge, Huang Lina, Yang Jia, Wang Libo, and Zheng Jie

2015

48

8003-8015

20151110

陈强,

Zheng Jie

陈强

陈强,魏丹丹朱琳,焦彩彩,刘歌,黄丽娜,杨佳,王李波

40

SCI-E

一区

High strength and self-healable gelatin/polyacrylamide double network hydrogels/Jouranl Materials Chemistry B/Yan Xiaoqiang, Chen Qiang , Zhu Liu, Chen Hong, Wei Dandan, Chen Feng, Tang Ziqing, Yang Jia, Zheng Jie

2017

5

7683-7691

2017107

陈强,

Zheng Jie

闫小强

闫小强,陈强*,朱琳,魏丹丹,陈峰,唐自清,杨佳

17

SCI-E

一区

The energy dissipation and mullins effect of tough polymer/graphene oxide hybrid nanocomposite hydrogels/Polymer Chemistry/Tang Ziqing, Chen Feng, Chen Qiang, Zhu Lin, Yan Xiaoqiang, Chen Hong, Ren Baiping, Yang Jia, Qin Gang, Zheng Jie

2017

8

4659-4672

2017828

陈强,

Zheng Jie

唐自清

唐自清,陈峰,陈强,朱琳,闫小强,杨佳,秦刚

16

SCI-E

二区


  1. 主要完成人情况

1.姓名:马杰,排序:4/7,职称:教授,工作单位:同济大学。

项目主要参与人,主要负责双网络凝胶球的制备和性能研究,设计制备了纳米复合双网络凝胶球,研究了纳米材料与聚合物间的相互作用,考察了复合凝胶的各项性能,并尝试将其应用于水质改善、水污染治理、重金属吸附等领域。对重要科学发现35均作出突出贡献,代表性论文34的通讯作者。

  1. 完成人合作关系说明

项目完成人第一完成人河南理工大学陈强和第四完成人同济大学马杰在课题立项、科研项目申请等方面建立了长期密切的合作关系,合作开展了纳米复合水凝胶方面的研究工作,并共同申请和完成了河南省教育厅科技成果奖1项。



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