摘要：简述了自然界生物光子晶体经过不断的进化与演变而具有的一些特殊的性能,如亮丽的结构色彩、特殊的浸润性及高强度.受自然界生物光子晶体的这些特殊性能启发,通过对聚合物乳胶粒硬核软壳结构、表面功能基团及表面形貌的设计和调控等方法仿生制备了具有特殊浸润性的光子晶体;并在胶体晶体的聚合物乳胶粒间引入光交联聚合物,制备得到高强度的光子晶体;通过对蘑菇头形状乳胶粒两端的浸润性差异的设计制备,组装得到新型的各向异性结构的光子晶体.进一步发展了这些功能性光子晶体在湿度检测、油传感、自振荡体系等方面的应用.发展了通过喷涂、打印方法实现大面积、图案化聚合物光子晶体的简单制备.

摘要：采用仿生学原理,设计、合成并制备新型仿生材料是近年来快速发展的研究领域.天然蜘蛛丝是一种生物蛋白弹性体纤维,具有高比强度(约为钢铁的5倍)、优异弹性(约为芳纶的10倍)和坚韧性(断裂能为所有纤维中最高),为自然界产生最好的结构和功能材料之一,它在航空航天、军事、建筑及医学等领域表现出广阔应用前景.受自然界蜘蛛丝启发,天然蜘蛛丝仿生材料的研究迎来了机遇,同时也给人们展示了许多新颖的仿生设计方法.本文从不同仿生学角度综述了天然蜘蛛丝仿生材料的发展,并提出了一些看法和思考.

摘要：设计并搭建了一个新的双反应器烟雾箱,用于研究可生成臭氧或二次有机气溶胶(SOAs)的大气氧化过程.该烟雾箱包括一个绝热的箱体及其内部两个体积为5 m3的氟化乙丙烯(FEP)薄膜反应器,箱内的温度可以精确控制在-10到40°C之间.利用该烟雾箱研究了光源对丙烯气相氧化机理的影响,发现相对于传统的黑光灯光源,采用的多重光源所得到的结果可以与模型更好地匹配.进行了丙烯和间二甲苯的光氧化的初步实验,发现该烟雾箱可用于模拟可产生臭氧或SOAs的气相氧化过程,并可以通过不同初始浓度的对比实验找寻不同物种对反应过程的影响.间二甲苯在不同NOx条件下光氧化得到的SOA产率与之前的研究比较符合,这表明该烟雾箱可以实现气-粒转化过程的模拟.双反应器可以实现在一个关键条件的存在区别,而其他条件完全一致的情况下的对比实验,从而帮助我们进一步理解在大气复合污染过程中起关键作用的因素.

摘要：贝壳珍珠层是一种天然的有机-无机层状复合材料,其独特的多尺度、多级次"砖-泥"组装结构赋予其优异的机械性能.受贝壳珍珠层启发,人们已利用不同方法制备了一系列仿生高强超韧层状复合材料,这些材料在航空航天、军事、民用工程及机械等领域表现出广阔的应用前景.本文就贝壳珍珠层的结构及增韧机制和近年来仿贝壳材料的制备方法及其研究进展进行了综述,并提出一些看法和思考.

摘要：化学工业生产中,用氢气为还原剂,通过选择性加氢可以制备多种重要化学品。5-羟甲基糠醛是重要的生物质基平台化合物,而5-甲基糠醛是用途广泛的化学品。由5-羟甲基糠醛加氢得到5-甲基糠醛是一条非常理想的路径,但是选择性活化C―OH非常困难。本文设计并制备了Pt@PVP/Nb_(2)O_(5)(PVP:聚乙烯吡咯烷酮)催化剂,该催化体系巧妙地结合了位阻效应、氢溢流和催化剂界面的电子效应,系统研究了该催化剂对5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛催化性能,在最优条件下,5-甲基糠醛的选择性可达92%。利用密度泛函理论计算研究了5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛反应路径。