创新达人汪辉亮苦研十五载专注高强度水

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《尚书》云:惟精惟一。一人专精于一事,当然很难做到,而优秀之人,往往有一种执念,就是要征服难做之事。汪辉亮就是这样的一位奋战在科研一线的科技工作者和大学教授,他从年开始专注高强度水凝胶的研究,现已有15年,虽然取得了累累硕果,却依旧目标坚定,攀登不止。

汪辉亮,理学博士,北京师范大学化学学院教授,博士生导师,主要研究领域:高强度水凝胶、仿生材料、新型荧光材料、高分子功能材料。近年来,出版多部著作和教材,发表SCI论文近百篇,授权专利7项,主持和参与多项重大科研项目。

情定北师大,矢志不移

若是你有机会打开汪辉亮在北京师范大学的个人主页,就会发现页面极为简单,简单得甚至有些与众不同,旁边的配图也是汪辉亮外出考察时的一张照片,带有几许沧桑,目光却坚定有神。

汪辉亮于年考入北京师范大学化学系,以后的岁月都与北师大结缘,硕士和博士时光也都在这所百年名校度过,师从我国辐射化学家陈文琇教授。秉承“学为人师,行为世范”的校训,他认真学习,刻苦钻研,不仅学得了渊博的专业知识,也磨练了坚忍不拔、专注而又创新的科研精神。年他博士毕业并留校任教,年晋升为副教授,年晋升为教授、博士生导师。

年,汪辉亮到澳大利亚Wollongong大学从事博士后研究,与HughBrown教授合作。在两年的博士后工作期间,汪辉亮主要承担了由澳大利亚管道工业协会(APIA)资助的研究课题,发明了一种新的紫外接枝技术,极大地改善了输油、输气管道表面聚乙烯涂层的粘接性能,该技术已被APIA采用。同时还进行了关于聚合物表面光接枝和粘结方面的基础研究,发现了丙烯酸类单体的自引发光聚合和接枝反应(SIPGP)和一些脂肪酮在有适量水存在的情况下可以作为高效的光接枝反应引发剂,共发表了8篇高水平的学术论文。

结缘水凝胶,突破创新

水凝胶是一类典型的软、湿材料。其实,大家对这种材料并不陌生,普通水凝胶已在日用品、生物医学、医药、工业和农业等许多领域得到应用,例如纸尿裤和卫生巾中的吸液材料就是水凝胶材料,面膜、退热贴和隐形眼镜等也是水凝胶。但是,普通的合成高分子凝胶的力学性能极差,极大地限制了其在人工肌肉、软机械、机器人、致动器、传感器、组织工程、柔性电子器件和分离技术等方面的应用。制备具有优异力学性能的水凝胶材料是一个极具挑战性的研究课题。

汪辉亮与高强度水凝胶的缘分始于年回国之前。那时,汪辉亮一直在思考回国后的研究方向。凑巧的是,在汪辉亮离开澳大利亚前一个月,日本北海道大学的龚剑萍教授到Wollongong大学访问,介绍了她的研究组关于双网络(DN)水凝胶方面的最新工作。这种水凝胶的机械强度比普通凝胶高出几十倍甚至上千倍。通过查阅文献,汪辉亮了解到当时只有另外两个日本研究团队曾有过较高力学强度水凝胶的报道。汪辉亮敏锐地意识到这是一个很有前途的新兴研究领域。因此,回国后,他就立刻着手高强度水凝胶的研究。

创新是科研之本。从汪辉亮着手高强度水凝胶的研究之时,直至后续的十多年的时间内,在其研究过程中,始终坚持创新为第一要务,创新性地开发出了多个新的研究体系,与传统的、曾经报道过的截然不同。

制备具有优异力学性能水凝胶的核心和重要挑战是如何设计、制备独特的微观(交联)结构并赋予其有效的能量分散机制。汪辉亮团队使用辐射过氧化的大分子微球作为引发剂和交联剂,通过两步法制备了具有均匀网络结构的新型大分子微球复合(MMC)水凝胶。它可以有效地消除机械应力,具有极高的机械强度,其中部分水凝胶在经历高达99.7%的压缩应变之后几乎可以完全恢复到原来的形状。该项成果以《新型高强度水凝胶:大分子微球复合凝胶》为题发表在年AdvancedMaterials杂志上,引发了业内的广泛


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