现代高分子材料发展前沿
略论化工新材料产业发展现状和趋势

略论化工新材料产业发展现状和趋势化工新材料产业作为世界经济发展的重要支柱之一,近年来不断地取得飞速的发展。
随着现代科技和信息技术的不断发展和进步,化工新材料产业产业在全球范围内对经济、环境和社会等方面的贡献越来越大。
本文将从化工新材料产业发展现状和趋势两方面进行阐述,并探讨我国新材料产业的发展方向和未来发展趋势。
1、全球范围内的化工新材料产业状况首先,从全球范围内的角度来看,自20世纪60年代以来,化工新材料产业已经成为了现代化学工业的重要部分。
截止到2018年,全球化学品产量已经达到了5.1亿吨,其中包括了各种塑料、橡胶和纤维等。
同时,全球工业化学品市场规模不断扩大,推动了化学工业的全球化,各国之间的竞争也越来越激烈。
此外,新材料的开发和应用更是不断涌现。
除了在能源、环保、军工等传统领域有广泛应用外,还拓展到了航空航天、自然资源开发、轻工、电子信息、建筑等各个领域,并且在日常生活中也逐渐变得广泛。
在全球范围内,新型材料主要具有以下特点:(1)多元化特性:以高分子材料、胶粘剂、彩色材料和聚合物等为代表的材料种类较为丰富,应用领域比较广泛。
(2)绿色和可持续性:可循环利用,不污染环境,符合当今全球关注的可持续发展战略。
(3)高科技含量:具有高端技术含量、高附加值、高质量的特点。
在中国,化工新材料产业也得到了快速发展,成为了支撑中国现代化科学技术和工业化发展的重要支柱之一。
据统计,2018年中国化工新材料的销售收入超过了3万亿元,成为了全球最大的化工新材料市场。
同时,中国新材料产业的生产和应用不断地取得了新的成果,取得了较快的发展。
在中国新材料产业的发展中,高分子材料是一个占据绝对优势的领域,如高分子材料、胶粘剂、聚合物等。
而目前我国的新材料产业集中在低、中档产品,高档产品尚属薄弱。
与国外先进水平相比还有差距,部分领域并未形成自己的技术优势,不能满足市场需求。
1、高品质多功能化新材料产业的未来,将发展方向转向更多元化的高品质、多功能化产物。
材料科学研究与应用发展趋势分析

材料科学研究与应用发展趋势分析材料科学是现代科学技术的基础,也是各种领域的基础工具和经济发展的战略性产业。
在当今社会,材料科学的研究与应用已经成为了人们关注的焦点。
本文将从材料科学研究的现状、问题、发展趋势、应用前景四个方面展开探讨。
一、材料科学研究的现状材料科学的研究范围极广,包括无机材料、金属材料、高分子材料等多个领域,其中无机材料和高分子材料是材料科学研究的重点和热点领域。
无机材料包括陶瓷材料、玻璃材料、功能材料等,而高分子材料则包括塑料、橡胶、纤维素等。
目前,材料科学研究主要集中在材料的制备、性能、结构以及表界面特性等方面。
同时,随着显微学、计算机、物理化学等学科的发展,材料科学中很多关键问题已经得到了突破。
比如,在能源领域,氢氧化镁、氢氧化钠等非常规储氢材料的研究已经进展到实验室级别;在新材料领域,碳纳米管、量子点等新型材料的合成和性能研究也取得了重大进展。
虽然目前材料科学研究已经取得了一定的进展,但是还存在着很多问题亟待解决。
二、材料科学研究存在的问题1、新材料研发周期长新材料的发明和应用需要长时间的研究和开发过程。
目前,许多新材料的研发周期都需要数年至数十年,这不仅增加了研究经费的投入,也影响了新材料的应用速度。
2、资源的短缺和环境污染一些原材料的采集量有限,其中一些还存在环境污染问题。
另外,某些仿生材料和生物降解材料需要高昂的制备成本和环保要求,使得研究更加困难。
3、材料性能研究不充分材料的性能不仅决定着它的应用范围和使用寿命,而且也决定了它的经济和社会效益。
但是,目前材料性能研究还不够充分,尤其是复杂材料的性能研究难度更大。
需要开展更多的材料性能研究,充分发挥材料的潜力。
三、材料科学研究发展趋势1、材料设计趋势基于材料的性能需求,材料设计将逐渐走向“从材料需求出发,通过材料基因工程研究、评价和优化,最终实现材料设计”的方式。
2、多材料复合和功能性材料研究随着现代科技的迅速发展,多材料复合和功能性材料将会发掘更广泛的应用价值。
中国材料科学技术现状与展望

中国材料科学技术现状与展望 中国材料科学技术呀,那可真是个很厉害又很有故事的事儿呢。 咱们就说这材料吧,就像做饭的食材一样。材料科学技术呢,就好比是厨师的手艺。以前啊,咱中国在这方面就像个刚学做饭的小徒弟,好多材料都得靠别人。可现在呀,完全不一样啦。
就拿钢铁来说吧。钢铁在咱生活里到处都是,就像空气一样常见。以前咱的钢铁质量不是特别好,就像那种没熟透的果子,看着是个果子,可吃起来总差点意思。现在呢,咱们的钢铁技术那叫一个牛。咱能做出高质量的特种钢,这特种钢就像特种兵一样,在特殊的任务里发挥着巨大的作用。比如说在那些大型的桥梁建设里,还有制造高级汽车的时候,这特种钢就像是顶梁柱一样,缺了它可不行。
再看看咱们的陶瓷。陶瓷可是咱老祖宗就玩得很溜的东西,以前的陶瓷那是精美得很,外国人都眼馋。不过呢,那时候就是花瓶啊、碗啊这些东西为主。现在可不一样喽。现在的陶瓷在高科技领域也有大用处。这陶瓷就像个百变星君,摇身一变成了航空航天领域里重要的材料。它耐高温,就像不怕火烧的孙悟空,在那些发动机部件里发挥着不可替代的作用。这就好比一个古代的美女,突然学会了现代的高科技,一下子就成了超级女英雄啦。
还有咱的高分子材料呢。高分子材料在咱们的日常生活里就像无处不在的小精灵。塑料就是最常见的高分子材料,以前的塑料可能就是简单的袋子啊、盒子啊。现在呢,高分子材料可以做成人造器官呢。这就像女娲造人一样神奇,不过咱这是用科学技术来造。这种材料可以让那些身体有缺陷的人重新获得希望,你说厉害不厉害? 在新能源材料方面,咱们也不甘落后。现在全球都在搞新能源,这新能源材料就像开启未来大门的钥匙。咱们中国在锂电池材料这块做得相当出色。就像一群探险家在未知的领域里找到了宝藏一样,咱们的科学家们在锂电池材料的研发上不断取得突破。这让咱们的电动汽车发展得特别快,就像坐上了火箭一样。
不过呢,咱也不能太骄傲。虽然咱们取得了这么多的成绩,可还有很多挑战呢。这就好比爬山,咱们已经爬到了半山腰,风景是很不错了,可山顶还在上面呢。
化学建材向聚氨酯等高分子建筑材料发展

1 向高 分 子 建 筑 涂料 发 展 。高分 子 化 学 涂 料 )
具 有 品种多 、 色彩艳 丽 、 耐老 化 、 饰效 果 好 和价 格 装
便 宜等特 点 , 在住 宅建筑 内外饰 面上 大量使 用 , 不仅 在 一些高 级建筑 物 中也 可 用来 代 替 昂贵 的大 理石 、
花 岗石 、 面砖 、 金属 等 高级材料 。涂料 的结构 正 由天
化 工科技 市场
第 3 第 6期 3卷
的市场 需求 和价格 , 业 也 十分 看好 甘 氨酸 的发 展 企 前景 。但最 近以来 , 草甘膦 市场 出现 了一 些新 变化 :
1 由于 国际金 融 危 机 的影 响 , 2 0 ) 自 0 8年 底 以
率、 热稳定 性 和抗冻 性能 ; 是开发 富有 弹性 的合成 二 高 分子新 型 防水 材 料 , 括薄 膜 防水 卷 材 和甘膦生产装置停产或半停产 , 从而 也导致 了 中国甘氨 酸市 场 的销售 疲 软 , 品大 量 积 产
压, 生产企业 开工 率低 下 , 为 5 %左 右 , 仅 0 众多 企 业
运 转 困难 , 一些企业 处 于亏损状 况 。
2 以甘 氨酸 为原料 生产 草 甘膦 的工艺 排 放 “ ) 三
全 球碳 纤 维市 场 快 速 回暖
2 1 全球 碳 纤 维 市 场快 速 回暖 。在 即将 过 00年 去 的这 场全球 性 经 济衰 退 中 , 碳纤 维 产业 并 没 有幸 免 , 其在 20 尤 0 9年 经 济 衰退 陷入 最低 谷 时 , 多碳 很 纤维 制 造 商 也 推 迟 或 放 慢 了 发 展 计 划 。但 进 入 21 00年以来 , 着 经 济 情 况 的好 转 , 随 全球 碳纤 维 市 场 出现快 速 回暖 的迹 象 。在前不 久 召开 的碳纤 维大 会上, 与会 专家 一致 认 为 全球 碳 纤 维 的供 应 和需 求
导电高分子材料的简介

导电高分子材料的简介、应用和发展前景摘要:与传统导电材料相比较,导电高分子材料具有许多独特的性能。
导电高聚物可用作雷达吸波材料、电磁屏蔽材料、抗静电材料等。
介绍了导电高分子材料的结构、种类及导电机理、合成方法、导电高分子材料的应用、研究现状及发展趋势。
关键词:导电高分子制备方法导电机理性能应用发展趋势1.简介高分子材料在很长一段时期都被用作电绝缘材料.随着不同应用领域的需要以及为进一步拓宽高分子材料的应用范围,一些高分子材料被赋予某种程度的导电性以致成为导电高分子材料。
导电高分子又称导电聚合物,自从1976年,美国宾夕法尼亚大学的化学家Mac Diarmid领导的研究小组首次发现掺杂后的聚乙炔(Poly acetylene,简称PA)具有类似金属的导电性(导电高分子的导电性如图);1977年,日本白川英树等人才发现用五氟化砷或碘掺杂的聚乙炔薄膜具有金属导电的性质,电导率达到10S/m。
这是第一个导电的高分子材料。
人们对共轭聚合物的结构和认识不断深入。
以后,相继开发出了聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺、聚噻吩等能导电的高分子材料。
这个新领域的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念,而且它的发现和发展为低维固体电子学,乃至分子电子学的建立和完善作出重要的贡献,进而为分子电子学的建立打下基础,而具有重要的科学意义。
现有的研究成果表明,发展导电高分子兼具有机高分子材料的性能及半导体和金属的电性能, 具有密度小,易加工成各种复杂的形状,耐腐蚀,可大面积成膜及可在十多个数量级的范围内进行调节等特点,因此高分子导电材料不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品,而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。
1.1导电高分子材料的分类按结构和制备方法不同将导电高分子材料分为复合型与结构型两大类。
复合型导电材料是由高分子和导电剂(导电填料)通过不同的复合工艺而构成的材料。
结构型结构型导电高分子又称本征型导电高分子(Intrinsically conducting polymer,简称ICP),是指高分子材料本身或经过少量掺杂处理而具有导电性能的材料,其电导率可达半导体甚至金属导体的范围。
高性能结构材料发展趋势

高性能结构材料发展趋势随着现代材料科学的发展,高性能结构材料已经成为了现代工业的重要组成部分。
高性能结构材料的特点是具有良好的力学性能、物理性能和化学性能,能够在极端的工作环境下保持其稳定性能和可靠性。
未来,高性能结构材料将继续在航空航天、能源、交通运输、医疗、环境保护等领域发挥重要作用。
本文将介绍高性能结构材料的发展趋势,并讨论其在未来的发展方向。
1. 金属基高性能结构材料金属基高性能结构材料是目前最为成熟的高性能材料之一。
金属材料具有较好的延展性和塑性,是结构强度优秀的材料,由于大多数金属材料可进行可循环加工,因此在制造和维护上具有较高的经济性和实用性。
目前,随着新材料和新工艺的不断涌现与发展,金属基高性能结构材料的研究重点逐渐转移到了高性能特性的挖掘、工艺改进和材料性能提高等方向。
金属基高性能结构材料的主要发展方向是提高材料的强度、韧性、高温腐蚀性能和低温脆性等性能,同时降低材料成本和生产成本。
2. 复合材料复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的材料。
复合材料具有优异的特性,如高强度、高刚度、高耐热性、高化学惰性、方便机械加工等。
复合材料在许多领域广泛应用,如航空航天、汽车工业、建筑行业等等。
未来,随着材料科学的进一步发展,复合材料的研究将更加深入,主要发展方向是增强材料的强度、耐磨性、防腐性、耐高温性能以及实现材料轻量化,降低成本等。
3. 高分子材料高分子材料具有多样化、功能性、良好的可加工性和成型性,用途广泛、价格合理、重量轻等优点。
高分子材料技术发展快速,特别是有机高分子(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等)和特种高分子(如聚酰胺、聚硫醚、聚酰亚胺等),得到广泛的应用。
研究和应用高分子材料对保护环境和开发高科技领域的功能材料具有积极意义。
未来,高分子材料在膜材料、生物医学材料、电介质材料等方面的应用前景广阔。
4. 纳米材料纳米颗粒、纳米管、纳米棒等纳米结构材料的制备技术和研究成果已经取得了重大突破。
高分子材料的加工成型技术

高分子材料的加工成型技术摘要:在现代社会发展潮流中,高分子材料的成型加工技术受到了社会各界人士的高度关注,且应用范围也在不断的扩展延伸。
鉴于此,深入分析高分子材料的加工成型技术以及应用,可以帮助我国研究成员更好的探究该领域的内容,促使高分子材料成型加工技术与各行业进行充分融合。
关键词:高分子材料;加工成型;技术应用引言随着聚合物在很多重要行业中的应用越来越广泛,在保证其经济性的基础上,我们应该加强聚合物成形工艺的研发,以确保其在生产成本和时间上的良好应用,促进国家的繁荣。
1.高分子材料的概述1.1高分子材料的分类高分子材料有很多种,橡胶,塑料,纤维,粘合剂,涂料等都在这一范畴之中,该种材料在很多领域都有很大的用途。
高分子又称为聚合物质,通过多次使用共价键联,将不计其数的简单相同的结构单位反复组合而形成。
目前,关于聚合物的种类有很多种,根据原料的种类划分,可以将其划分为自然物质和人造物质。
根据物料性质可分为橡胶、纤维、塑料、粘合剂、涂料等;根据用途的不同,可以将其划分为:普通高分子材料、特种高分子材料、功能性高分子材料。
当前,聚合物在建筑、交通、家电、工农业、航空等领域得到了越来越多的应用,并逐渐朝着功能化、智能化、精细化方向发展。
而国内在此领域的发展和科研工作起步较迟,亟需加强技术创新,加强技术人员培训,使聚合物成形工艺水平持续提升,才能走在国际前沿。
1.2高分子材料的成型性能在不同的物理条件下,聚合物的特性差异很大,所以在对聚合物的成形特性进行分析时,必须对聚合物的溶质特性有一定的认识。
已有的实验结果显示,非晶体聚合物的主要形态有玻璃态、高弹态、粘性态三种形态,但多数晶体物质仅有两种形态,即晶态和粘性态。
玻璃态、高弹态和晶体态是物料成形后所采用的形态,而粘流态则是物料在处理时所表现出的形态,不过,也有一些聚合物在高弹状态下完成处理加工作业。
聚合物的制造工艺一般是将聚合物材料制成熔化,放入模具和流动通道中,再经过降温再进行定型,从而使聚合物具有良好的流变性。
现代化学发展趋势

现代化学发展趋势1. 现代化学啊,那发展趋势就像火箭一样一飞冲天!你看现在的材料化学,以前咱用的普通塑料,又脆又不耐用。
现在呢,新型的高分子材料又轻巧又坚韧,就像超级英雄的战衣一样。
这种材料可以用在飞机制造上,让飞机更轻便、更安全。
这材料化学的发展,简直就是在给我们的生活打造各种神奇的装备啊。
2. 嘿,现代化学发展趋势可不得了。
就说药物化学吧,以前生病好多药都有副作用,感觉就像拆东墙补西墙。
现在呢,科学家们就像超级魔法师,精准地设计药物分子。
比如说治疗癌症的靶向药,能像导弹一样精确地找到癌细胞,对正常细胞的伤害却很小。
这药物化学的进步,真的是给那些生病的人带来了大大的希望啊。
3. 现代化学的发展趋势?那是越来越像一场精彩的魔术表演啦!拿环境化学来说,以前我们的环境被污染得一塌糊涂,就像一个脏兮兮的垃圾场。
现在环境化学家们找到了各种方法,像是利用微生物来分解污染物,就像请了一群小小的环保卫士。
这些微生物把污染物吃得干干净净,让我们的环境又慢慢变得像花园一样美丽。
4. 我跟你讲,现代化学发展就像是一场寻宝之旅。
在能源化学领域,传统的能源就那么几种,而且还会带来很多问题,像石油开采对环境的破坏,就像一个贪婪的怪兽在啃食大地。
但是现在呢,科学家们在努力寻找新能源,像太阳能电池的发展。
那些小小的太阳能电池片,就像一个个收集阳光宝藏的小盒子,把太阳能转化成电能,既环保又可持续。
5. 现代化学的发展趋势?那简直是在创造奇迹!你了解生物化学吗?以前我们对生命的奥秘了解甚少,就像在黑暗中摸索。
现在呢,生物化学家们能合成各种生物分子。
比如说人造胰岛素,这对于糖尿病患者来说,就像黑暗中的一道曙光。
生物化学就像是一把神奇的钥匙,打开了一扇又一扇生命科学的大门。
6. 哇塞,现代化学发展趋势真的是超酷的!就好比分析化学,以前检测一个物质那叫一个麻烦,就像大海捞针一样困难。
现在呢,各种先进的分析仪器就像超级侦探一样,能快速准确地检测出物质的成分。
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高份子材料的发展前沿综述近年世界高份子科学在诸多领域取得重要发展,主要是控制聚合、超份子聚合物、聚合物纳米微结构、高通量筛选高份子合成技术、超支化高份子、光电活性高份子等方面。
1 高份子合成化学高份子合成化学研究从单体合成开始,研究高份子合成化学中最基本问题, 探索新的催化剂体系、精确控制聚合方法、反应机理以及反应历程对产物会萃态的影响规律等,高份子合成化学基础研究具有双重作用,一是运用已有合成方法研究聚合物结构调控;二是设计新的合成方法,获得新颖聚合物。
20 世纪 90 年代以来在高份子合成化学领域中,前沿领域是可控聚合反应, 包括立构控制,相对份子质量分布控制,构筑控制、序列分布控制等。
其中,活性自由基聚合和迭代合成化学研究最为活跃。
活性自由基聚合取得了许多重要的成果,但还存在一些问题。
活性自由基的发展前景,特殊是工业应用前景以及未来研究工作趋势是令人关心的问题。
对于活性自由基聚合反应机理的深入研究、在较低的温度下能快速进行聚合的研究是目前受到关注的研究方向。
迭代合成化学是惟一可用来制备多肽、核酸、聚多糖等生物高份子和具有精确序列、单分散非生物活性高份子齐聚物的方法。
树枝状超支化高份子的合成就是此合成策略的成功应用例证之一,是过去 10 年高份子合成中最具影响力的发展方向。
树枝状超支化聚合物由于其独特球形份子形状,份子尺寸,支化图形和表面功能性赋予它不同于线型聚合物的化学和物理性质。
高份子合成化学发展需注意以下几点:(1)与无机化学、配位化学、有机化学等的融合与渗透,吸取这些学科领域的研究成果开辟新的引起/催化体系,这是合成化学的核心,是高份子合成化学与聚合方法原始创新发展的关键。
对于传统的工业化单体,需要利用新型引起/ 催化体系和相应聚合方法,研究开辟合成新的微观结构的聚合物新材料。
(2)与有机合成化学和高份子化学密切结合,将有机合成化学的先进技术“嫁接”到高份子合成化学中,研发高份子合成的新方法,实现高份子合成的可设计化、定向化和控制化,这里包括通过非共价键的份子间作用力结合来“合成”超份子体系。
(3)在大份子工程方面,不仅要达到控制聚合物的份子量与份子量分布,而且要开辟设计合成多种拓扑结构的聚合物链(如超支化聚合物、星型多臂嵌段共聚物、树枝状聚合物、浓密刷型聚合物等)的新合成技术。
国家自然科学基金鼓励并支持从事高份子合成化学基础研究的课题,将注意各分支学科的平衡协调发展,对暂时冷门的研究方向,将予以持续资助。
目前, 我国在负离子聚合、正离子聚合和偶联聚合等方面的研究需要吸引中青年研究人员加入。
同时在高份子合成化学领域近期应关注以下几个方向:(1)、新的聚合反应和新的聚合方法特殊是酶催化聚合和微生物聚合等;(2)、功能性高份子合成;(3)、高份子链结构的设计和控制合成;新型超支化聚合物的合成;新型树形大份子的合成;树枝化聚合物的合成;聚合物份子刷的合成;新型多肽的化学合成等;(4)、借助份子间弱相互作用及特殊识别作用组装合成新型聚合物;(5)、聚合反应机理方面的研究;(6)、通过量子化学计算和计算机摹拟准确预测聚合物结构与性能之间关系;指导份子设计和高份子合成。
国际上重要的高份子合成发展有:可控自由基聚合和活性配位聚合又有许多新发展。
Fujita 等[4]报导了配位聚合方法乙烯的活性聚合。
聚合温度25~50℃,份子量分布很窄 (1.05~1.19),份子量可高达 40 万,催化活性很高 (20000min-1atm-1)。
Marks[5]以有机钛化合物催化苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚,获得双全同无规共聚物,在此催化剂作用下,苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的均聚反应生成间规均聚物。
将组合化学研究方法发展运用到高份子合成的催化体系高通量筛选方法研究惟独三、四年的时间,但发展很快。
许多学术研究小组、研究中心和工业界实验室都开始进行研究。
几乎每一个月都有相关的学术会议。
“Macromol Rapid Commun”已分别于 2003 年第 1 期和 2004 年第 1 期出版了两期专集,前者惟独 15 篇论文,后者升至 45 篇,有望改变传统研究方式和速度。
我国高份子学术界和工业界尚未对此领域赋予充分重视。
高度支化的聚合物是具有前沿性并具有潜力的研究方向。
2003 年含超支化聚合物一词的论文有 302 篇,2004 年含树枝状聚合物一词的论文有 450 篇,呈现出非常活跃的景象。
Percec[6] 提出了一种合成新概念TERMINI-TerminatorMultifunctinal Initiator,即被保护的多功能团化合物,它能够定量和不可逆的中断活性聚合或者链式有机反应,去除保护基团后,其活性官能团能 100%再引起活性聚合,再引起过程中,TERMINI 重复单元新产生一个支化点。
利用这种方法与活性自由基聚合相结合发展了一种全新的收敛法合成超支化聚合物的方法。
Britz 等[7]利用碳纳米管作为受限反应器,将环氧化富勒烯灌装到单臂碳纳米管中,然后引起环氧化富勒烯开环聚合形成线形聚合物,获得了用其他方法难以制备的聚合物,为在受限空间进行可控高份子合成开辟了新途径。
2 高份子科学与生命科学的交叉研究国际发展态势表明:众多高份子背景学者的研究方向开始集中在与生命科学相关的高份子研究方面,对生物高份子、医用高份子、生物大份子体系理论计算摹拟、高份子科学中的生物技术和大份子化学生物学等相关研究前沿的科学问题是近期需赋予重点关注的方向,从美国化学会年会的论文就可反映这一点。
高份子科学是研究份子量在数千至数百万甚至数千万大份子合成、结构与性能的学科,而生命科学中的核心物质DNA、多肽、蛋白质,聚多糖等都是份子量很高的大份子,属于高份子科学研究的对象,而由这些生物大份子构成的细胞又构成为了生命。
因此,高份子科学与生命科学存在着不可分割的联系和许多有待进行学科交叉研究的前沿问题。
主要有以下 3 个层面的交叉点: (1)、在 DNA、蛋白、多糖、高份子药物及诊断试剂等研究方面存在着份子水平层面的交叉点;(2)、高份子科学在小尺寸药物传输系统、单层、双层和多层高份子膜和生物传感的研究方面存在着细胞层面上的交叉; (3)、高份子科学在软组织或者骨组织工程在人体组织和生命层面上有着很好的交叉点。
过去高份子科学向生命科学和现代医学领域的渗透给现代生物医学带来的巨大变化。
就高份子科学与生命科学交叉的研究领域而言,以前的研究主要集中在用传统高份子材料制备生物医用材料,如组织工程的支架、人造器官、药物传输载体等高份子。
在药物学领域,高份子药物控释技术几乎从根本上改变了传统的给药概念和模式,成为药物治疗科学中的一个里程碑。
在医用高份子方面,由于植入体内高份子的应用,对提高医疗水平,改善人类生活质量、减轻疾病对人们健康的影响,均起了重要作用。
近年来,国际上此领域的研究蓬勃发展,浮现了许多新的研究热点并孕育着新的突破。
在用于药物控制释放高份子研究领域,高份子-药物、高份子-蛋白质结合体、高份子-基因聚络物和高份子微胶束等涉及生物高份子药物的研究方向已成为高份子科学研究者进入现代生物医学领域的切入点。
体现了生物大份子与合成高份子相互融合,传统高份子科学与现代生命科学相互融合。
总之,从高分子份子设计、高份子结构,到高份子凝结态、高份子组装;从份子运动到生物屏障的跨越;从份子间相互作用到载药系统与生命系统间的相互作用等方面的研究,高份子科学都发挥出越来越重要的作用。
高份子科学工作者应抓住际遇,与生命科学与技术、纳米科学与技术和生物纳米技术相结合,为高份子学科的发展,为国家社会与经济的发展做出贡献。
高份子科学研究者除了继续重视生物医用高份子研究之外,还须通过运用高份子科学研究特长和知识,从份子水平研究生物大份子结构、相互作用等,为研究生物大份子在生命体系中生命过程做出应有的贡献。
通过研究高份子组装和高级有序结构构筑、手性高份子、配位高份子以及受生物启示或者摹拟生物体系高份子的研究,在高份子科学与生命科学之间架起跨接的桥梁。
今后在高份子科学与生命科学交叉研究中应重视下列领域的研究:(1)、组织工程研究中支架高份子的仿生微观结构和高份子的生物降解性,特殊是可诱导细胞与组织生长、降解速度可控的高份子;(2)、利用生物学原理将蛋白质、细胞生长因子、酶及多肽等生物活性物质固定在生物医用高份子等医用材料的表面,通过表面修饰构建第三代的生物活性医用植入或者介入诊疗高份子等;研究具有优异抗凝血性、生物相容性及抗菌性的高份子;(3)、用于基因治疗的高份子药物控释体系,特殊需重视非病毒高份子基因载体,大份子蛋白类药物释放载体以及靶向性和释放速度可控性;(4)、运用生物技术发展高份子合成方法也是国际上非常重视的研究方向;开展酶催化聚合、微生物法合成聚羟基烷酸酯等生物医学高份子;(5)、大份子化学生物学:运用高份子科学的原理与方法以研究和揭示与生物大份子相关的生命运动的化学本质,研究生物大份子的结构与其生物活性的关系;研究生物体内的蛋白质-蛋白质、多(寡)糖-蛋白质等相互作用、研究份子识别;(6)、非生物活性与生物功能大份子的自组装过程与超份子结构的深入研究对加深蛋白质等重要生物大份子的结构与功能的关系的理解,以天然蛋白如胶原蛋白、弹性蛋白、蚕丝蛋白、蜘蛛蛋白等为例,揭示生物大份子自组装原理、结构及其生物学效应;推动大份子份子 (簇)器件与高性能仿生高份子材料的发展;(7)、合成可实现溶液中精致高级结构的聚合物的研究:非天然齐聚物或者高聚物的份子内弱相互作用控制其二级结构(折叠与螺旋等精致结构),摹拟或者复制生物大份子结构与功能,理解折叠与螺旋构象、结构与性能。
通过合成出具有与生物高份子相同的折叠机理以天然高份子所显示的精致水平和程度形成三维结构、功能和性能,从合成高份子或者生物高份子衍生物,探讨通过控制高级结构获得与生物份子类似功能的可能性;(8)、运用合成高份子结构研究的基本理论方法开展生物大份子及其人工合成类生物大份子结构的理论计算摹拟研究;(9)、高份子生物学效应和生物大份子相互作用的表征新方法及其应用,用于生物传感与检测的高份子等。
3 光电磁活性功能高份子光致高份子发光材料是一种功能性的可发光的高份子材料,它是将荧光物质加入到高份子化合物之中而合成的材料。
其发光机理是利用了高份子受光的照射之后可以吸收光的能量,从而导致高份子店子壳层内的电子发生跃迁,形成的空穴促使高份子的挪移,电子挪移到相对较低的能级形成辐射。
高份子由于受光照而吸收的能量以辐射的形式耗散掉,高份子材料发光的现象就是这样产生的。
由于可以被高份子吸收能量的照射光包括可见光、紫外线以及各种射线等,使得的发光的有机高份子材料的发展前景非常广阔。