华南理工 张广照课题组

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华南理工 张广照课题组篇一：D-高分子表征

高分子构象的荧光光谱研究 薛奇

南京大学化学化工学院，高分子科学与工程系

荧光反射光谱技术中，有一种称为“无辐射能量转移”荧光方法。如果在不同分子链上分别接上荧光给予体及接受体，当两个分子链距离较大（>3nm）时，荧光光谱中只出现给予体的信号，当二者距离较小（<3nm）时，荧光光谱中同时出现给予体及接受体的信号。这一方法可用来检测链间分子链段的距离。如果荧光的“接受体”和“给予体”接在同一根高分子链上时，则可测定分子内链段的距离，衡量分子链是否塌缩。这种荧光光谱方法简称为NRET，（无辐射能量转移的英文缩写）。由于NRET灵敏度极高，这是一种研究分子构象的重要方法。本课题组用NRET研究了高分子链在溶液中的构象。可以检测到高分子链在溶液中的构象转变。提出了关于溶剂分子体积作用的新的概念。最近，我们用NRET方法研究了超薄膜的构象，及与玻璃化转变的相关性。从分子水平上为理解受限态高分子的玻璃化转变提出了重要的概念。

DI-02

多电荷排斥作用体系的荧光关联光谱：理论、模拟、实验 赵江

中国科学院化学研究所，北京市海淀区中关村北一街二号

多级动态过程普遍存在于多电荷软物质体系之中，如：胶体、乳液、聚电解质溶液、凝胶等等，如何在这种多级动态过程存在的情况下，获取单分子、单粒子的信息一直是软物质物理领域的重要研究课题及难点问题。我们成功地将双色交叉关联光谱方法引入到这方面的研究中，发展了理论分析方法，从模拟与实验的双重层面上对带电胶体体系、聚电解质溶液等多电荷强排斥相互作用体系开展研究，有效地实现了分子与颗粒识别，获得了单分子、单粒子的动态信息以及相互作用参数。

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超速离心分析技术在高分子科学中的应用 张广照

华南理工大学，广州五山381号，510640

超速离心分析技术可通过沉降速度，测量高分子在溶液中的沉降系数、扩散系数、流体力学半径和摩尔质量。在本报告中，我们将介绍超速离心分析技术的原理，以及该技术在聚电解质和中性高分子动力学行为研究中的应用。

DI-O4

相容性聚合物共混物和聚合物溶液中的缠结标度 刘琛阳

中国科学院化学研究所

高分子主链通常由共价键构成，因此长链分子之间的不可穿插性会导致拓扑缠结效应。拓扑缠结是控制聚合物熔体动力学最关键的物理原因，也赋予高分子材料一些独特的物理性能，如橡胶弹性。由于所有影响缠结状态的分子结构因素，如分子量和分子量分布、等规度、共聚含量、长支链含量、甚至共聚微嵌段含量和分布，都会影响宏观材料的粘弹性响应，因此原则上，粘弹性流变测量可以捕捉到这些结构因素的细微变化。堆砌链长度（Packing length）模型假设单位特征体积中缠结链段的个数为普适常数，该模型可以解释不同聚合物重复单元分子结构与平均缠结分子量之间的关系，是高分子物理最重要的模型之一。其原则也可以从聚合物熔体推广到相容性聚合物共混物和聚合物溶液体系。但是最近的研究表明后两个体系表现出的标度与聚合物熔体的标度不一致，因此对堆砌链长度模型的有效性提出质疑。

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DI-05

受限环境下刺激响应性高分子复杂相变行为的NMR研究* 赵守远，王媛媛，张荣纯，陈铁红，孙平川

南开大学化学学院，功能高分子材料教育部重点实验室，天津 300071

发展了原位检测受限环境下刺激响应性高分子复杂相变行为的NMR检测新方法，该技术可以实时和有效地分别检测受限链和非受限链的温敏相转变行为，确定转变温度和宽度，还能直接跟踪塌缩链在温敏相变过程中的形成和聚集增长过程。上述NMR新方法首次应用于聚异丙基丙烯酰胺/锂藻土纳米复合水凝胶（NCgel）中的PNIPAM链受限相变的研究。NMR结果表明：在NCgel中不同受限运动状态的PNIPAM链显示出不同的转变行为。远离无机界面的PNIPAM链随纳米粘土含量的增大，其转变温度向低温移动并宽化，塌缩链的聚集也逐渐受到抑制；而界面受限PNIPAM链在低锂藻土含量凝胶中存在宽化的相变行为，但在高锂藻土含量的凝胶中无机界面上受限的PNIPAM链的相变行为逐渐被抑制。该技术为解决受限环境下刺激响应性高分子微观结构和相变机理的研究提供了新的途径。

关键词：PNIPAM，锂藻土，凝胶，临界转变

*国家自然科学基金（20825416，21174072）资助

DI-06

原位核磁共振研究水溶性高分子在水溶液中室温附近的RAFT

活性自由基聚合 郭鸣明

中石化北京化工研究院，北京市朝阳区北三环东路 14 号, 100013

In situ 1H nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy has been used to directly investigate the processes that occur during the early stages (typically the first few monomer addition steps) of an AIBN-initiated RAFT polymerization of styrene in the presence of the RAFT agent (DMP) at 70, 75 and 80 respectively. The change in concentration of these important species as a function of time has been investigated. It was found that the reaction was extremely selective during the period of consumption of the initial RAFT agent. Two addition-fragmentation processes with different activation rate constants kact were observed from the NMR spectra. The fast first-order process with 1kact of 0.120, 0.173 and 0.487 min-1 at 70, 75 and 80°C respectively and activation energy of 17.0 kJ /mol is followed by a slow pseudo-zero-order process. We recently apply RAFT to synthesize the water-soluble polymers and block copolymers in water at room temperature. The in situ NMR has been used to monitor the all species evolution from time 0 to almost 100% conversion. The molecular weights are also monitored in situ using DOSY, diffusion-ordered 2d NMR-spectroscopy. The novel results about the in situ NMR studies of the synthesis of the 12 water soluble monomers, 5 no ionic, 3 anionic and 4 cationic, as well as 8 triblocoplymers will be presented.

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高分子相互作用的AFM单分子力谱研究* 张文科，宋宇，杨鹏，刘宁宁，陈莹

吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室，长春 130012

无论是材料体系还是生命体系中都包含着分子内、分子间的相互作用。高分子材料的力学性质既受单个高分子链的弹性性质（主要来自分子内）的影响又受高分子链间的相互作用的影响。而生物大分子的分子内、分子间相互作用直接影响该分子的生物活性（比如，分子识别的强弱）及相关的生物学过程（比如，病毒的感染）。将真实的生物及材料体系适当简化，提取出其中的单个作用对以及单个分子进行研究是认识复杂体系中相互作用本质的一条有效途径。同时，在对这些简化体系认识的基础上，逐渐增大体系的复杂性，去认识（逼近）真实体系中的分子间、分子内相互作用，有利于更准确、更真实地揭示作用的本质，从而为更有效的人为调控奠定基础。由于真实体系复杂性较高，类似的单分子研究难度较大、进展缓慢。结合我们近期在植物病毒（TMV）和高分子单晶体系中分子间相互作用研究方面的进展，与大家探讨AFM单分子力谱方法在相对复杂高分子体系中分子间相互作用研究方面的应用。 关键词：单分子力谱，高分子相互作用，聚合物单晶，病毒解组装

*国家自然科学基金（20834003, 20974039, 21221063, 91127031）资助

DI-08

同步辐射技术与高分子加工物理 李良彬

中国科学技术大学

结合同步辐射和我们实验室发展的原位装置，我们针对高分子加工物理这一方向做了系统的研究工作。发展和研制了对分子链内构象有序敏感的红外谱学流变方法和技术，研究剪切诱导的构象有序及其松弛动力学和稳定化过程，提出预有序可能是分子链内构象有序与分子链间取向有序耦合导致的液晶有序结构，并建议采用构象有序及其松弛时间作为描述预有序结构的参量。研制了与同步辐射X射线散射等联用的微型伸展流变装置，第一次用实验直接证明shish的生成不需要解缠结，而只需要拉伸网络。在理论上，以微流变模型为基础，成功的构建出耦合入链松弛动力学的流动场诱导成核热力学模型。在非线性流变区，我们提出流动场加速结晶的“鬼成核”模型，很好地解释了成核速率数量级的提高和shish结构的形成。

我们希望这些例子能够起到抛砖引玉的作用，吸引更多的高分子科学家更好的利用同步辐射这一工具促进高分子材料研究的快速发展。

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结晶高分子形变过程中微观结构演化的X射线散射与衍射表征 门永锋

中国科学院长春应用化学研究所，长春市人民大街5625号，邮编：130022

理解高分子体系宏观性能的基础是对其微观结构的准确认识，表征高分子体系微观结构常见的手段包括以TEM, SEM, AFM等为代表的显微学实空间方法和以X射线及中子散射与衍射为代表的倒空间方法。两类实验手段互相补充、印证，缺一不可。实空间手段因其结果直观而受到欢迎致使人们往往忽略了其统计平均性差的缺点，倒空间的手段尽管无法提供直接的微观形貌，但其结果包含大量样本的平均信息而受到重视。另外，近年来发展起来的同步辐射技术使得X射线散射实验可以达到甚至远远小于高分子体系结构形成与演化的时间尺度，这就使得实时在线的研究工作成为可能。本报告将介绍X射线小角散射的主要特点及其在表征高分子结构演化方面的优势。通过若干实验实例，重点阐述本课题组在利用X射线散射与衍射手段研究结晶高分子体系在拉伸形变过程中的微观结构演化行为方面的工作，进而总结相关体系塑性形变的微观机理。

DI-10

温敏聚合物的单链力学 崔树勋

西南交通大学

PNIPAM是一种典型的温敏高分子。在水溶液中，通过改变温度可方便的调整PNIPAM的链构象。值得注意的是，前述过程是无扰状态（即不受外力）下的变化。一个有趣的问题是：如果在链末端加上一个外力，PNIPAM将有什么样的变化？我们利用基于AFM的单分子力谱研究了这个问题。我们发现，在温度低于LCST时，无论温度如何变化，PNIPAM的单链弹性均与23°C时一致。而当温度高于LCST时，不同温度下的力曲线有显著区别。35°C是一系列变化的转折点：在从室温升温到35°C时，力曲线中部逐渐降低；在从35°C升温到40°C时，力曲线中部逐渐升高。在40°C时，力曲线已恢复到室温下的水平，二者几乎无法区分。从40°C进一步升温，力曲线几乎不再变化。我们提出了PNIPAM单链单行随温度变化的可能原因。我们还研究、比较了其他温敏高分子的单链力学。

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