聚乙炔

敏感变形高分子材料因为在光电器件、驱动器、传感器等领域的重要应用前景，成为多学科交叉研究的一个热点方向。虽然敏感变形高分子已被广泛研究，但仍然存在一些不足，如响应慢、变形方向不可控、稳定性低等，严重制约其进一步发展。本项目拟通过引入宏观取向碳纳米管，获得在溶剂刺激下快速响应、变形方向可控、稳定性好的敏感变形高分子复合膜。主要以聚乙炔衍生物为模型，基本构想是：取向碳纳米管形成各向异性界面诱导高分子沿着其长度方向有序排列；高分子高度有序结构有利于其构象快速有效转变，提高响应速度；复合膜的各向异性结构控制其沿着垂直于碳纳米管长度方向可逆弯曲；引入取向碳纳米管将大幅提高复合膜的力学强度和热稳定性。将系统研究高分子组成和结构、碳纳米管尺寸和结构以及复合方式等参数对复合膜敏感性能的影响，重点揭示取向碳纳米管增强高分子变形性能的机制和规律，在此基础上发展出一类具有优异综合性能的敏感变形高分子复合材料。

本项目利用取向碳纳米管，诱导聚乙炔共轭分子链沿着碳纳米管长度方向取向，制备了在溶剂作用下可逆变形的复合材料，其变形方向可控且总是垂直于取向碳纳米管长度方向，同时碳纳米管的引入大幅提高了复合材料响应速度、力学强度和热稳定性。通过系统研究，揭示了取向碳纳米管增强高分子响应变形性能的机制和规律。进一步将该方法和机制拓展到其他高分子，发展了柔性可拉伸的电致变色复合纤维和应力变色复合纤维，为发展高性能敏感响应复合材料提供了新思路。在项目执行期间，项目负责人以通讯作者发表论文15篇（含接收），包括1篇Nature Protoc.、2篇Adv. Mater.和2篇Angew. Chem. Int. Ed.，在Nature Rev. Mater.上发表综述。出版1部英文专著（Elsevier）、在3部国际学术专著上撰写3个章节。申请中国发明专利6项，授权3项。参加9次国际国内学术会议。获得2017年上海市青年科技启明星等奖励。 2100433B