报告题目：动物丝纤维的功能化/器件化设计

报 告 人：上海科技大学 凌盛杰 研究员

报告时间：2019年4月16日（星期二）下午13:30

报告地点：子良楼A区220会议室

邀 请 人：高分子材料与工程研究所 王旭 教授

报告人简介：

浙江工业大学材料科学与工程专业本科，复旦大学博士（本科直升）。并先后在瑞士苏黎世联邦理工学院（联合培养博士生）、麻省理工学院（博士后）学习和工作。长期从事天然高分子材料（尤其是动物丝）的表征与应用开发研究，建立了从“头”（结构解析）由“身”（提取制备）至“尾”（材料仿生设计及功能化）的完整研究体系。在同步辐射表征、分子动力学模拟、丝纤维材料制备及功能化等领域发展了一系列重要研究工作。迄今为止，已在Nat. Rev. Mater., Sci. Adv., Nat. Commun., Adv. Mater., Nano Lett., ACS Nano, Prog. Poly. Sci., Adv. Funct. Mater., Chem. Soc. Rev.等高影响力学术期刊发表论文40余篇。2018年入选美国化学会ACS Biomater. Sci. Eng.杂志青年编委。2019年入选上海青年东方学者。

报告内容简述：

动物丝纤维（包括蜘蛛丝、蚕丝等）区别于合成纤维的一个典型特征是其被生命体精心设计过的多层级介观结构（如，纳米晶、纳纤和微纤）。这些多尺度介观结构不仅赋予了动物丝优异的综合力学性能，而且为我们设计高性能功能纤维提供了灵感范式。以动物丝的多尺度设计为灵感，并借助动物丝独特的力学性能优势，报告人团队及合作者开发了一系列仿生方法对其进行功能化、器件化设计。例如，通过模拟蜘蛛和蚕的吐丝方式，将蚕丝蛋白液晶体再纺成为直径在微米级别的丝纤维，该类再生丝纤维的模量是普通蚕丝2倍，与天然蜘蛛丝相当。更重要地是，与天然蜘蛛丝相似，该类丝纤维良好的韧性不仅能够在室温环境得到体现，甚至在-196°C (液氮温度)的极端温度下仍得以保持。这为开发抗超低温纤维提供了可能性。此外，通过在再生纺丝过程中，引入碳纳米管或石墨烯涂层，可直接纺出宏量的导电复合纤维。该功能化过程并未减弱整体纤维的力学性能。所获得的导电纤维，不仅保留了丝纤维的力学优势，而且可以直接感应环境中的湿度、温度变化，以及手指触碰和人体呼吸的变化，为进一步开发轻质、高强的智能纤维提供了良好的支撑。此报告中，报告人将详细报告相关研究工作。