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亚纳米尺度材料化学研发中心

时间:2026-06-30 阅读次数:

一、带头人及团队介绍

中心主任:王训,清华大学化学系教授,国家杰出青年科学基金获得者,教育部“长江学者”特聘教授。受聘为国家重点研发计划首席科学家,主持国家自然科学基金委重点项目及专项项目、国家重大科学研究计划课题等多项重大科研项目,获国家自然科学二等奖、首届科学探索奖等荣誉。在Nature, Science, Nat. Chem., Nat. Synth., J. Am. Chem. Soc., Nat. Commun., Sci. Adv.等期刊发表论文300余篇,论文被引用40,000余次。团队成员30余人,联合了北京理工大学、解放军总医院、南京师范大学和河北师范大学等单位的专家学者,研究团队长期从事亚纳米尺度无机类高分子方向的研究。

二、研究内容

1.亚纳米级湿态高强度牙科粘接剂:旨在攻克牙本质可靠粘接这一难题,通过引入直径小于1纳米的氧化钨亚纳米线对丙烯酸酯基聚合物进行改性。该亚纳米线在潮湿甚至水下环境中实现聚合物的高效高强度固化,兼具长期耐水老化稳定性、广谱抗菌性及良好的生物相容性。

2.亚纳米线油凝胶作为新型栓塞剂:首次提出将亚纳米线油凝胶体系应用于血管栓塞领域,构建诊疗一体化平台。通过分子设计,使凝胶具备对肿瘤微环境的智能响应性,其油相与纤维网络可高效负载化疗药物或造影剂,实现“栓塞-化疗-显影”同步完成,达成精准的局部介入联合治疗。

3.面向绿氢应用的阴离子交换膜:开发了新一代高性能阴离子交换膜,该产品在关键指标(如离子电导率、化学稳定性)上已超越国际顶尖产品。较国内同类产品提升30%以上,已通过实验室电解水制氢验证,稳定运行超过3000小时(测试中),展现出优异的商业化潜力。

4.基于无机亚纳米线锁定有机液体的高安全性有机凝胶:开发可用于液体燃料固化的亚纳米线材料,通过多级相互作用耦合,构筑流变学特性可调控的亚纳米线凝胶体系,调控凝胶的抗过载和抗冲击特性,实现液体燃料的安全存储、运输与可控回收。

5.潮湿及水下环境亚纳米粘结剂:针对潮湿环境以及水下粘结的需求,研发了亚纳米线水下粘结剂,突破传统聚合物粘结剂在水环境中由于溶胀、水化、降解等原因而失效的问题,实现高强度、高稳定性的水下粘结。

三、科技成果及产品展示

1.牙体组织粘接修复材料:亚纳米粘接树脂具有与商品树脂完全一致的外观、透明度、均质性,且生物安全性良好,其弹性模量和稳定性均明显提升。







2.阴离子交换膜:在离子电导率、化学稳定性上已超越国际顶尖产品。较国内同类产品提升30%以上,已通过实验室电解水制氢验证,稳定运行超过3000小时(测试中),展现出优异的商业化潜力。

四、应用场景及典型应用案例

氧化钨亚纳米线改性牙齿粘接剂。该亚纳米线具有类高分子的性质,可均匀分散于树脂中,显著提升了湿润环境下牙体缺损修复的粘接强度与长期稳定性。该材料在潮湿操作场景中,能够有效抵抗水分子对粘接界面的侵蚀,改性后的树脂粘接剂在湿环境下能与牙本质胶原形成稳定的多层次相互作用,构建亚纳米尺度的杂化层。同时材料具备抗菌功能,并具有良好的生物相容性,为口腔湿性粘接修复提供了创新性解决方案。