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傳統人工合成塑料可“老樹(shù)發(fā)新芽”

酚醛樹(shù)脂是人類(lèi)歷史上第一種人工合成塑料，自誕生以來(lái)已經(jīng)歷了一個(gè)世紀。20世紀以來(lái)，盡管高性能工程塑料的持續涌現加速了酚醛樹(shù)脂的替代，但因具有機械性能、電絕緣性、防火性和化學(xué)穩定性等方面的優(yōu)勢，酚醛樹(shù)脂在民用制品、建筑材料、裝飾和軍工領(lǐng)域中仍然占有一席之地。

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書(shū)宏院士團隊在國際期刊《材料研究述評》上發(fā)表了一篇評述論文。評述論文系統地總結了該團隊近15年來(lái)在酚醛基低維納米材料和宏觀(guān)新材料的設計、合成方法、結構調控和應用方面所開(kāi)展的研究工作。團隊利用酚、醛化學(xué)特性，例如酚的高活性、酚羥基的強電子親和性或醛的還原能力，實(shí)現了在微觀(guān)尺度上設計和控制納米/微米結構和化學(xué)組成，從而研制了一系列結構精美的功能納米復合材料，這些新型結構材料展現出的性能遠超傳統的酚醛塊狀產(chǎn)品，極大地提高了酚醛樹(shù)脂的性能和附加值。團隊指出，現代納米技術(shù)的發(fā)展為這個(gè)有著(zhù)百年歷史的傳統材料提供了“老樹(shù)發(fā)新芽”的重要機遇。

該團隊還開(kāi)展了基于酚醛樹(shù)脂復合材料的宏觀(guān)尺度材料的系統性研究。通過(guò)調控聚合過(guò)程及模板制備技術(shù)，成功制備了具有輕質(zhì)、多孔特性的酚醛氣凝膠及其衍生氣凝膠，優(yōu)異的熱絕緣和耐火能力使其在眾多領(lǐng)域具有應用價(jià)值。受天然木材啟發(fā)，研究團隊利用冷凍鑄造和熱固化技術(shù)，復制了天然木材的微觀(guān)結構，并通過(guò)納米材料取代天然纖維素納米纖維，制成了既有力學(xué)性能又具備高耐腐蝕性和隔熱防火功能性的復合材料，為建筑、新能源汽車(chē)和航空航天等領(lǐng)域提供了新的材料選擇。

該評述為酚醛樹(shù)脂的未來(lái)應用和開(kāi)發(fā)提供了新的視角，展望了酚醛樹(shù)脂新材料的發(fā)展前景，包括綠色合成、大規模制造、可持續發(fā)展和新視角的復合材料，預示著(zhù)其在多學(xué)科交叉應用領(lǐng)域的廣闊前景。

（原載于《光明日報》 2024-04-30 08版）