從「女學霸」到首席科學家,她造的「紙」比鋼還強,攻克世界難題

2020-12-16 陝西科技大學招生辦

近日,陝西科技大學輕工科學與工程學院張美雲教授團隊(全國高校黃大年式教師團隊)國際材料領域頂級期刊ACS Nano發表了題為「Timesaving, High-Efficiency Approaches to Fabricate Aramid Nanofibers」的研究論文(ACS Nano, DOI:10.1021/acsnano.9b02258.)。陝西科技大學為論文唯一通訊單位,輕工科學與工程學院青年教師楊斌為論文第一作者兼通訊作者,張美雲教授為共同通訊作者。

芳綸納米纖維(aramid nanofibers, ANFs)作為近年來開發的一種新型納米高分子材料,兼具對位芳綸纖維和高分子納米纖維的雙重優勢,可有效解決芳綸纖維存在的表面光滑惰性強、複合界面強度弱等問題。同時,ANFs可與聚合物基體通過物理/化學/自組裝交聯作用高效複合,使其成為構建高性能複合材料極具潛力的「增強構築單元」,在納米複合材料領域起著重要的界面增強與材料增韌作用,在電氣絕緣、電池隔膜、吸附過濾、柔性電極等領域應用前景廣闊。然而,ANFs自2011年被報導以來,ANFs製備周期長(7天)、反應濃度低(0.2%)、反應效率低等問題仍然困擾著其規模化應用與發展。因此,該論文提出原纖化/超聲/質子供體耦合去質子化法,使得ANFs的製備周期從傳統的7天降低至4h,且得到的納米纖維具有優異的性能。該論文的發表有望進一步推動ANFs的規模化生產與多元化應用。

ACS Nano是國際化學領域最具影響力的刊物之一,當前影響因子為13.709,Top期刊,中科院1區。這也是陝西科技大學首次在該期刊發表論文,該論文的發表極大地提高了學校在材料學術研究領域的影響力。

延伸閱讀

楊斌,工程師,西北工業大學材料學在讀博士,黃大年式教師團隊核心骨幹,主要從事芳綸纖維功能化與高性能紙基功能材料相關基礎理論與應用研究。作為項目負責人承擔國家重點研發計劃子課題與廣西清潔化製漿造紙與汙染控制重點實驗室開放課題各1項,主持橫向研發項目5項;作為核心骨幹參與「國家863計劃」計劃、國家自然基金項目、陝西省科技統籌專項等項目10餘項。研究成果獲國家科技進步二等獎1項(排名第4)、教育部技術發明一等獎1項(排名第6)與陝西高等學校科學技術成果一等獎1項(排名第3),近三年在ACS Nano, ACS Sustain. Chem. Eng., Compos. Part B-Eng., Carbohyd. Polym.,Cellulose等期刊以第一/通訊作者發表SCI 1區論文5篇,2區論文1篇,3區論文3篇,參編專著1部,授權發明專利6項。

張美雲,1982年1月畢業於西北輕工業學院(現陝西科技大學)並留校任教,現為陝西科技大學製漿造紙工程學科帶頭人、國家"十三五"重點研發計劃首席科學家、國家"萬人計劃"教學名師、全國優秀科技工作者、"中國造紙蔡倫科技獎"獲得者、陝西省有突出貢獻專家。

張美雲教授一直從事製漿造紙專業教學和科研工作,致力於高性能纖維紙基功能材料的研究與開發。高性能纖維紙基功能材料是以芳綸纖維、碳纖維等為原料,經現代造紙技術製備的具有特定性能和用途、高附加值的功能材料,是多學科交叉的高新技術產品,在軌道交通、航空航天、電氣絕緣等領域具有重要戰略意義。然而,高性能纖維紙基功能材料製造理論和技術是國際公認的難題,其製備技術一直受到發達國家嚴密封鎖,導致我國相關高端產品長期依賴進口。經過長期艱苦探索和不懈努力,張美雲團隊終於破解了高性能纖維紙基功能材料製備的關鍵技術。這種特種紙比普通鋼的強度還要大,具有重量輕、強度高、絕緣性好和耐高溫等特點。它的研製成功,攻克了世界性難題,打破了國際技術壟斷。

(部分來源:陝西科技大學新聞網)

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