1. 張新星教授作為項(xiàng)目第一完成人榮獲2024年度四川省自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)
項(xiàng)目名稱：高分子材料多相動(dòng)態(tài)界面形成機(jī)制與調(diào)控方法
項(xiàng)目完成人：張新星、熊銳、周澤航、盧燦輝
主要完成單位：四川大學(xué)項(xiàng)目簡(jiǎn)介：針對(duì)現(xiàn)有功能高分子材料成型方法單一，難以實(shí)現(xiàn)分子-相形態(tài)跨尺度結(jié)構(gòu)精確調(diào)控，多相界面薄弱、不可重構(gòu)循環(huán)的難題，本項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)在多相多組分高分子體系中引入動(dòng)態(tài)化學(xué)分子結(jié)構(gòu)可賦予傳統(tǒng)加工方法難以實(shí)現(xiàn)的多級(jí)松弛、界面相增強(qiáng)、動(dòng)態(tài)結(jié)晶等全新可逆相行為特征，闡明了多相動(dòng)態(tài)界面形成機(jī)制，創(chuàng)新多尺度動(dòng)態(tài)界面調(diào)控相形態(tài)結(jié)構(gòu)研究思路，建立了基于多相動(dòng)態(tài)界面的高分子材料功能構(gòu)筑與高值循環(huán)新方法，開(kāi)發(fā)了系列高性能可重構(gòu)功能高分子材料。共發(fā)表SCI論文125篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利21件，他引11000余次，獲Science等高度評(píng)價(jià)。該項(xiàng)目研究成果拓展了功能高分子成型理論與方法，為推動(dòng)高分子學(xué)科動(dòng)態(tài)界面理論的發(fā)展提供了有力支撐。
2. 本年度課題度在Nat. Commun, Adv. Mater, Angew. Chem. Int. Ed等知名期刊發(fā)表SCI論文7篇，部分代表性工作如下：
（1）竹纖維素基自適應(yīng)、可大面積噴涂熱管理涂料
提出了一種環(huán)境友好型纖維素基自適應(yīng)相變反射涂層材料。該材料基于無(wú)機(jī)碳酸鈣自生長(zhǎng)堆疊結(jié)構(gòu)和熱致變色微粒構(gòu)建，其異質(zhì)多級(jí)結(jié)構(gòu)源于無(wú)機(jī)碳酸鈣的分支簇狀排列與層間微納構(gòu)造，可引發(fā)強(qiáng)烈的多級(jí)光散射。在高溫條件下，涂層展現(xiàn)出92%的太陽(yáng)光反射率與93%的紅外發(fā)射率，有效實(shí)現(xiàn)輻射冷卻。更為突出的是，涂層在低溫時(shí)具有60%的可見(jiàn)光光學(xué)調(diào)制能力，這主要?dú)w因于熱致變色材料中共軛區(qū)域的可逆形成與破壞，從而在寒冷條件下抑制過(guò)冷現(xiàn)象。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)大面積噴涂工藝進(jìn)一步制備出熱切換織物，該織物在低溫環(huán)境下可比白色參照織物升溫約2.5°C，在高溫環(huán)境下則可降溫約8.7°C。該涂層材料突出了在無(wú)需外源能量輸入的前提下實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)熱調(diào)節(jié)的能力，為大規(guī)模制備溫度自適應(yīng)型輻射冷卻材料提供了新思路，有望應(yīng)用于智能服裝、戶外裝備、建筑節(jié)能等多個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)動(dòng)態(tài)熱管理技術(shù)的實(shí)用化發(fā)展。相關(guān)成果以“Self-adaptive and large-area sprayable thermal management coatings for energy saving”為題，發(fā)表在Nature Communications上。
（2）可逆生物基粘合劑實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料閉環(huán)回收提出了一種超分子連接的納米限域網(wǎng)絡(luò)策略，成功開(kāi)發(fā)出兼具超強(qiáng)粘接性與熱觸發(fā)可逆性的生物基粘合劑。該粘合劑以纖維素納米晶為主要成分（占36.5–46.3 wt%），通過(guò)熱響應(yīng)二硫鍵實(shí)現(xiàn)粘接強(qiáng)度的快速切換：在室溫下粘接強(qiáng)度達(dá)6.02 MPa，可支撐65公斤成人重量；而在加熱條件下（≤10秒）粘接力驟降至接近零，切換比超過(guò)600。該材料可實(shí)現(xiàn)多層復(fù)合材料的完整拆解與全組分回收，顯著降低環(huán)境與健康負(fù)擔(dān)。相關(guān)論文以“Reversible biobased adhesives enable closed-loop engineered composites”為題，發(fā)表在Nature Communications上。
（3）利用木材微通道組裝纖維素液晶，成功研發(fā)可全彩調(diào)節(jié)的智能木材
提出了一種創(chuàng)新的木材著色策略：通過(guò)在脫木質(zhì)素木材的天然微通道內(nèi)限制性組裝纖維素液晶，成功制備出具有溫度調(diào)制功能的全彩色木材材料。該方法利用木材自身的微觀通道引導(dǎo)纖維素液晶形成納米級(jí)膽甾螺旋結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)色的精確調(diào)控與穩(wěn)定性提升。該材料不僅色域覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光譜，而且生物基含量高達(dá)約93.1%，顯著降低了環(huán)境毒性，提升了可降解性。研究人員展望該類(lèi)材料有望成為下一代智能全彩光學(xué)器件的可持續(xù)替代品，應(yīng)用于數(shù)字顯示、防偽、生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域。相關(guān)論文以“Wood Microchannel-Confined Assembly of Cellulosic Liquid Crystals for Modulable Chromatic Materials”為題，發(fā)表在Advanced Materials上。
（4）超支化肟酯共價(jià)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)賦能環(huán)氧樹(shù)脂：超低介電且可回收
設(shè)計(jì)了一種可調(diào)節(jié)代數(shù)的樹(shù)枝狀動(dòng)態(tài)交聯(lián)劑，成功制備出可回收的環(huán)氧樹(shù)脂基印刷電路板，該電路板具有超低介電性能，同時(shí)具備優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、阻燃性和閉環(huán)回收能力，回收后生態(tài)毒性大幅降低。相關(guān)成果 "Hyperbranched Oxime‐Ester Covalent Adaptive Network for Recyclable Ultralow‐Dielectric Epoxy" 發(fā)表于Angewandte International Edition Chemistry上。
（5）通過(guò)鏈聚集實(shí)現(xiàn)可調(diào)熒光的堅(jiān)韌且自修復(fù)的再生聚氨酯
將陰離子聚合的聚（馬來(lái)酰亞胺）（PM）引入降解重構(gòu)的聚氨酯PU網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)鏈聚集實(shí)現(xiàn)了回收PU的可調(diào)發(fā)射。PM或降解PU片段通過(guò)氫鍵相互作用聚集形成三種主要的簇發(fā)光體，其相對(duì)比例的變化導(dǎo)致可調(diào)發(fā)射（從藍(lán)色到綠色）。同時(shí)，PM和PU鏈之間的氫鍵相互作用作為犧牲鍵和動(dòng)態(tài)鍵，分別增強(qiáng)了機(jī)械性能（61.7 MJ/m3，增加了52倍）和自修復(fù)能力（86.6%）。鏈聚集的設(shè)計(jì)為回收PU的多功能升級(jí)提供了新的視角，并極大地促進(jìn)了廢棄熱固性PUs的增值利用。相關(guān)研究成果發(fā)表于《Macromolecules》上。
3.課題組2021級(jí)博士黃鑫順利通過(guò)博士學(xué)位論文答辯（目前就業(yè)于中國(guó)兵器工業(yè)第五九研究所），2022級(jí)碩士黃焯順利通過(guò)碩士學(xué)位論文答辯（于香港中文大學(xué)深造）。
4.課題組新招博士2名呂悅松、楊張親（提前攻博）、碩士?jī)擅麉卫り?yáng)（本科浙江大學(xué)）、王之昊（本科上海大學(xué)）。
5.CSC聯(lián)合培養(yǎng)博士生4名
楊昕：哥廷根大學(xué)，2024.12-2025.12
邱曉艷：意大利技術(shù)研究院納米科技中心, 2024.12-2026.1
李昕凱：東京大學(xué)，2025.11-2026.11周鵬：意大利國(guó)家研究院，2025.12-2026.12