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聚合物分子工程国家重点实验室(复旦大学) 第一届学术委员会第二次会议纪要 (2013年1月20日)

       聚合物分子工程国家重点实验室(复旦大学)第一届学术委员会第二次会议于2012年1月20日在上海复旦大学举行。实验室学术委员会主任江明院士(复旦大学)、委员薛群基院士(中科院兰州化学物理研究所)、吴奇院士(香港中文大学)、张希院士(清华大学)、赵东元院士(复旦大学)、薛奇教授(南京大学)、顾忠伟研究员(四川大学)、童真教授(华南理工大学)、乔金樑教授级高工(中石化北京化工研究院)、施剑林研究员(中科院上海硅酸盐研究所)出席了本次会议;杨玉良院士(复旦大学)、江雷院士(中科院化学所)、安立佳研究员(中科院长春应化所)因事请假。应邀出席本次会议的有,复旦大学科技处姚明远同志、许丽同志。重点实验室副主任张炜正高级实验师、邱枫教授,高分子科学系系副主任彭慧胜教授和何军坡教授,系副主任兼系公共仪器室主任丛培红正高级实验师,以及部分实验室固定人员等列席了会议。

       会议由薛群基院士主持,他对各位委员不辞辛劳、百忙之中赴会表示感谢,感谢大家给予实验室工作的关心和支持。

       会议的主要议程:(1) 审议实验室2012年年度工作报告;(2) 就新建国家重点实验室的建设问题展开讨论;(3)对实验室下一步的工作目标提出建议。

       实验室主任丁建东教授作了2012年度工作总结报告。报告首先概要介绍了本实验室的来历、实验室定位和研究方向以及实验室文化。接着,按照惯例汇报了实验室年度成果数据:在研973项目2项、课题4项, 863重点项目1项、课题4项,国家自然科学基金委重大项目2项、重点项目4项以及杰出青年基金4项等,总的到款经费与2011年相比略有上升;新批准立项国家重大科学研究计划1项(陆伟跃教授)、国家自然科学基金重大研究计划重点项目1项(江明教授)、国家自然科学杰出青年基金1项(彭慧胜教授)、国家自然科学基金委重点项目1项(李富友教授)。继续实施本年度的复旦大学高级访问学者计划和实验室开放课题。以重点实验室为第一单位且实验室固定人员为通讯作者发表的SCI论文数量和质量,与2011年相比增幅较明显;有上海市自然科学奖一等奖1项(邵正中等)、上海市科技进步奖一等奖1项(董健等)、上海市自然科学奖三等奖1项(黄骏廉等)。丁老师还介绍了公共仪器平台在2012年度进行的仪器的更新和购置等一系列重要工作,并汇报了长期存在的实验室场地问题解决的进展。实验室总体运行情况良好。

       最后,丁建东教授提出了实验室面临的问题与挑战:在实验室场地和依托单位的支持上,仍需不断努力;与评估领域评判标准的接轨问题;如何合理分配和使用经费、保持争取外部经费的动力问题等。并指出,不能丧失艰苦奋斗的精神,要有忧患意识和紧迫感。

       主任报告之后,学术委员会成员对实验室2012年工作进行了审议,重点围绕国家重点实验室的建设问题展开热烈的讨论和交流,主要归纳为以下几点:

  1. 国家重点实验室的建设不仅要靠教授,还要靠实验技术人员,要把平台建设投入的2千万的仪器使用好。科学不能创新,技术可以创新,文章和成果不能完全代表实验室的水平,但在中国的环境下,也必须顾及这些指标,科学认识和关键技术的创新才能代表实验室的水平。

  2. 国内学者普遍对解决国家重大需求兴趣不大,因为解决实际问题的难度太高,但复旦已经达到了解决实际问题的水平。复旦与中石化双方合作十年来,也已解决了一些问题,得了一个国家奖。复旦有一支能解决科学问题的非常好的队伍,中石化有一支能解决工程技术问题的好队伍,所以合作很好,两件事别对立起来,按复旦的水平,只要再加强与工业界的合作,工作做好了。

  3. 评估不光看数据,还要看行业影响力等因素。建议可否多买些与生物材料相关的仪器;实验室新场地,独立大楼为好,这对评估、验收很重要,对将来实验室发展有益。

  4. 建议强调以问题驱动研究,解决的是科学问题,就是基础研究;解决的是工程问题,就是应用研究。也希望实验室能建立读书会,将青年学者组织起来,将一些概念、没定论的东西拿出来讨论,促进青年学者多读书。

       最后,薛群基院士进行了总结性发言,提出在年会的纪要中补充实验室四个研究方向300~500字的进展介绍;下年度学术委员会,建议安排几个年轻人,按研究方向,做15分钟左右学术报告,介绍对一个问题认识到什么程度、解决到什么程度,学术委员会给予点评,这对年轻人的帮助会很大。


附:四个研究方向的工作进展介绍

方向一:通用高分子的高性能化

       2008年2月成立了由复旦大学杨玉良院士任首席科学家的复旦大学—上海石化碳纤维研究课题组。以T300级碳纤维稳定的批量生产为目标,复旦大学充分发挥擅长基础研究的优势,提炼出与原丝PAN共聚物的链结构和聚集态结构相关的基础科学问题和碳纤维性能的主要控制因素。利用上海石化2009年建成的200吨/年原丝中试装置,至2011年进行了17次中试试纺,并于2011年4月26日至7月8日实现了连续71天的连续稳定运行。2012年 9月顺利打通了碳纤维装置的聚合-原丝-氧化-炭化全流程,进入500吨/年T-300碳纤维一期的工业化攻关阶段,经国家认证的北京化工大学对上海石化生产的碳纤维样品进行的性能测试,评价结果表明已经达到了T300(12K)碳纤维的各项性能指标,标志着T300碳纤维的稳定量产取得成功。

       在基础研究方面,发展了梳状高分子链的密度泛函理论,可以研究侧基体积排除作用所导致的链刚性;发展了高效、准确的算符分裂准谱方法求解半刚性高分子链段分布的扩散方程,使得在自洽场理论框架内考虑链的刚性问题成为可能;发展了主-侧链结合型液晶高分子体系的自洽场理论,能考虑主链刚性、主/侧链的协同及侧链几何结构特征等对体系有序结构以及主链构象的各向异性的影响。在实验方面,我们继续研究全共轭聚(3-烷基噻吩)两嵌段共聚物的结晶与微相分离,及晶体生长控制。

方向二:生物医用高分子的设计

       “生物医用高分子的设计”研究方向具有显著的学科交叉性。2012年的代表性工作有:基于高分子图案化表面技术揭示了干细胞在诱导液中的分化受到细胞密度、细胞铺展面积和细胞接触程度控制的规律,上转换材料在小动物活体成像中的应用,pH和还原环境双重敏感的药物缓释载体,构建细胞核靶向的多级组装结构等。在生物材料权威专业刊物Biomaterials上发表了7篇通讯作者论文,其中包括多位PI的工作(丁建东、李富友、陈道勇、汪长春等);李富友教授还在JACS上发表了可低功率激发的发射蓝光的上转换纳米粒子及其在小动物成像中应用的论文;丁建东教授一篇Biomaterials(2011)的论文在2012年入选ESI的近十年高引用论文,并被列入学术前沿(Frontier)的代表作之一。

       重大项目方面,丁建东教授作为首席科学家领衔的科技部纳米重大科学研究计划项目¾¾“面向组织修复与替代的纳米生物材料的研究”顺利开展了第四年的工作,陆伟跃教授领衔申报、并获得了一个新的科技部纳米重大科学研究计划(作为973管理,项目从2013年开始执行)。学术奖励方面,邵正中、陈新、周平、姚晋荣获得了上海市自然科学一等奖,董健教授等获得上海市科技进步一等奖。国际会议与国际学术交流方面,丁建东教授成功组织了世界生物材料大会(中国成都举行)中一个专题(symposium)“Directing cell-material interactions with patterned surfaces”;丁建东教授还在美国西雅图举行的4th International NanoBio Conference做大会报告,会议前后访问美国七所名校,并在其中三所常青藤学校¾¾哈佛大学、宾州大学和哥伦比亚大学作专题学术报告。

方向三:高分子相关的功能介孔材料

       高分子相关的功能介孔材料研究方向具有显著的特点就是利用高分子聚合物为模板,以高分子自组装为基础,开展新型无机功能介孔材料的合成,具有明显的学科交叉性。开发了一种利用磷酸三乙酯选择性降解聚氨酯海绵的新方法,成功地合成出了具有空心结构的微-介孔酚醛树脂高分子、介孔碳多面体和空心的多面体材料。提出了配体辅助高分子共组装路线,合成了具有均一尺寸、高度分散的金属氧化物纳米粒子负载的有序介孔碳材料。以该材料可作为FT合成催化剂,显示了很好的稳定性和C5产物的选择性。相关成果发表在J. Am. Chem. Soc.等国际重要刊物上。

       邓勇辉教授获得教育部新世纪人才称号、张凡教授获上海市启明星、浦江学者;赵东元教授获得加州伯克利大学Muetterties Award。赵东元教授受邀在重要国际会议上作大会报告11次,其中包括International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials (ICEN)(澳大利亚), PBAST-6 Conference(中国台湾),2012 Zeolite Workshop(韩国),International Workshop of Advanced Materials (IWAM)(阿联酋),OzCarbon 2012 Conference(澳大利亚),12th ISCOC & 9th ISCIC(中国兰州),AsiaNano 2012(中国丽江)等。2012年赵东元教授主办了3次国际会议,分别是US-CHINA PARTNERSHIP IN INTERNATIONAL RESEARCH & EDUCATION;3rd lever-RSC International Symposium on Functional Materials Science;Fudan-UC Berkeley Workshop on Materials Beyond。

方向四:高分子多尺度制备科学与技术

       如何制备出具有复杂且有序结构的纳米粒子并精确调控其结构是纳米科学技术领域中的挑战之一。在纳米结构的制备及精确控制方面,大自然是真正的大师,其杰作之一是染色体的构筑。江明-陈道勇-姚萍联合课题组最近的工作表明,利用双链DNA的刚性与聚合物胶束的作用,控制作用强度,使动力学陷落结构变得不稳定,可以获得热力学最优化结构,从而能够模拟染色体的形成。他们利用聚乙烯醇-聚4乙烯基吡啶胶束与DNA在水中的组装,成功模拟了染色体的早期结构及其形成过程。在组装的早期,DNA与胶束形成的beads-on-a-string结构与染色体早期的beads-on-a-string极其相似。在组装的后期,胶束会沿着string相互融合,形成螺线管状的纳米线。该组装过程及组装体结构演化具有高度可控性,可用于一维纳米材料的剪裁(Angew. Chem., Int. Ed., 2012, 51(35), 8744)。该课题组还研究了含PNIPAM链的嵌段共聚物在溶液中的热致胶束-囊泡转变问题,基于丰富可靠的实验事实对前人在JACS上发表的观点提出了质疑,实现了快速转变并提出了新的转变机理。该机理认为:转变速度主要取决于PNIPAM旁的疏水链,并且囊泡的形成是通过胶束的有序聚集直接转变而来,没有通过解离-再组装的过程。基于这一工作,陈国颂副教授与江明教授获得了冯新德高分子奖(Feng Xinde Polymer Prize)。