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    關于擬申報2020年度河南省自然科學獎“高強韌水凝膠的構筑與強韌機理”的公示
    發布時間 : 2020-04-23


    據河南省科技獎勵辦公室《關于開展2020年度河南省科學技術獎推薦工作的通知》要求,由河南理工大學、上海海洋大學、同濟大學等單位共同完成的高強韌水凝膠的構筑與強韌機理項目由河南理工大學推薦申報河南省自然科學獎,對我校馬杰同志參與申報報獎材料進行公示,詳見附件。

    在公示期內,任何單位或個人對公示項目的內容及推薦材料的真實性和項目完成人持有異議的,可以書面形式提出,并提供必要的證明材料,以便于核實查證,確保實事求是、客觀公正地處理異議。

    公示日期:2020422日至429日。


    聯系人:金夏芳

    郵  件:jinxiafang@#edu.cn

    電  話:021-65981635


    附件:

    1. 項目簡介

    高強韌水凝膠是近年來材料領域的研究熱點之一,雙網絡水凝膠(DN凝膠)和納米復合凝膠(NC)是其中的典型代表,但也存在著制備過程復雜耗時、成型性差、容易軟化、耐疲勞性能差、自修復性差、增強增韌機理不清等諸多問題。提出新穎的制備方法和策略,深入研究它們的網絡結構與性能關系,闡明其增強增韌機理,對設計和制備新型高強韌水凝膠具有重要意義。

    本項目取得的創新成果和重要進展分為五個方面:

    1原創性地發明了“一鍋煮”制備DN凝膠的普適性新方法,利用明膠或多糖的熱可逆溶膠-凝膠轉變現象,可以簡單快捷制備任意形狀和復雜精細結構的DN凝膠,凝膠是物理和化學雜化交聯的網絡結構,不僅具有高強度還表現出快速的自恢復性能;

    2率先明確了物理網絡增韌化學凝膠的必要條件,提出了雜化DN凝膠的增強增韌機理,闡明了其剛性和韌性同時提高是由于第一重物理凝膠網絡交聯程度的增大造成的。

    3國際上首次提出了制備全物理交聯DN凝膠的新策略,即兩重網絡都采用物理交聯的凝膠,利用氫鍵相互作用和疏水相互作用,報道了第一例全物理交聯DN凝膠,該凝膠不僅具有高強度,還表現出更高的韌性,并且全物理交聯的網絡結構還使得凝膠具有一定的自修復性質。

    4提出了一種提高DN凝膠耐疲勞性質的新思路,即在第二重網絡中引入強物理相互作用制備化學和物理雜化雙交聯的第二重網絡,而強而韌的第二重網絡減輕了對第一重網絡的再破壞,也可以耗散能量,從而提高凝膠的強度和韌性,并且可以部分重構網絡結構,從而使得DN凝膠不僅具有高強度,在室溫下還具有快速自恢復和優異耐疲勞的性質。

    5提出了雜化雙交聯NC凝膠能量耗散的新機制,研究了納米材料與聚合物間的相互作用,闡明了化學交聯劑對NC凝膠機械性能和自修復性的影響規律,發現了其具有新的能量耗散機制,即在小形變下只是分子鏈的伸展而表現出彈性并不耗散能量,而在大形變下分子鏈從納米材料表面發生剝離而形成大的滯后現象,凝膠的自恢復現象是由于分子鏈在納米材料表面的再吸附造成的。

    項目共發表SCI收錄論文16篇,提交的代表性研究成果包括8篇論文和4份已授權國家發明專利,發表在Advanced Functional Materials、Chemistry of Materials、Macromolecules、Journal of Materials Chemistry B等國際權威期刊上, 8篇代表性論文中有SCI一區論文6篇、二區論文2篇,影響因子大于102篇、SCI他引577次,單篇最高他引175次,4篇入選ESI高被引論文(其中1篇入選ESI熱點文章),3篇入選封面文章,4項成果分別獲得河南省自然科學優秀學術論文一、三等獎,5項國家自然科學基金項目順利完成項目結題,在學術界產生了積極良好的影響。

    1. 代表性論文專著目錄

    論文專著名稱/

    刊名/ 作者

    年卷頁碼

    xxxxxx頁)

    發表

    時間

    通訊作者

    第一

    作者

    國內

    作者

    他引

    總次數

    檢索

    數據庫

    中科院

    JCR分區

    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

    陳強,

    Zheng Jie

    陳強

    陳強,朱琳,閆紅利

    黃麗娜

    楊佳,

    175

    SCI-E

    一區、

    ESI高被引論文

    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

    陳強

    陳強,朱琳

    102

    SCI-E

    一區、

    ESI高被引論文

    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

    馬杰

    于飛

    于飛,孫賽楠

    韓生,馬杰

    63

    SCI-E

    一區、

    ESI高被引論文

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

    2016153

    365-385

    201661

    馬杰

    于飛

    于飛,李勇,韓生,馬杰

    114

    SCI-E

    二區、

    ESI高被引論文和ESI熱點論文

    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

    陳強,

    Zheng Jie

    陳強

    陳強,閆小強,朱琳,姜兵,魏丹丹黃麗娜

    楊佳, 劉寶忠

    50

    SCI-E

    一區

    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

    陳強,

    Zheng Jie

    陳強

    陳強,魏丹丹朱琳,焦彩彩,劉歌,黃麗娜,楊佳,王李波

    40

    SCI-E

    一區

    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

    陳強,

    Zheng Jie

    閆小強

    閆小強,陳強*,朱琳,魏丹丹,陳峰,唐自清,楊佳

    17

    SCI-E

    一區

    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

    陳強,

    Zheng Jie

    唐自清

    唐自清,陳峰,陳強,朱琳,閆小強,楊佳,秦剛

    16

    SCI-E

    二區


    1. 主要完成人情況

    1.姓名:馬杰,排序:4/7,職稱:教授,工作單位:同濟大學。

    項目主要參與人,主要負責雙網絡凝膠球的制備和性能研究,設計制備了納米復合雙網絡凝膠球,研究了納米材料與聚合物間的相互作用,考察了復合凝膠的各項性能,并嘗試將其應用于水質改善、水污染治理、重金屬吸附等領域。對重要科學發現3、5均作出突出貢獻,代表性論文3、4的通訊作者。

    1. 完成人合作關系說明

    項目完成人第一完成人河南理工大學陳強和第四完成人同濟大學馬杰在課題立項、科研項目申請等方面建立了長期密切的合作關系,合作開展了納米復合水凝膠方面的研究工作,并共同申請和完成了河南省教育廳科技成果獎1項。



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