材料科学与工程学科建设规划

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1、材料科学与工程学科建设规划1现有基础1.1师资队伍高素质的教师队伍是人才培养的根本保证。近年来，学院十分重视师资队伍建设，通过校内培养、选派、外出进修和从校外引进等手段，在材料学科已经形成了一支知识结构、学缘结构、职称结构较为合理的师资队伍和科研创新学术梯队。本学科现有专任教师15人，其中教授2名，副教授5名，具有博士学位的6名，其余均具有硕士学位。1.2科研工作能源、信息和材料是现代国民经济的三大支柱，其中材料更是各行各业的基础。材料学科是当今开展科学研究最为活跃的领域之一。合肥学院材料学科汇集了一批年富力强的中青年学术骨干和一批奋发进取的年轻博士，他们大

2、多来自材料学、材料物理与化学等学科方向，在自己擅长的研究领域积极开展科研活动并取得丰硕的研究成果。经过多年的努力，他们的科研能力和研究水平得到了很大的提高，在材料学科凝炼出了三个主要的研究方向，现分别介绍如下：1.2.1新型功能材料方向（1）新型金属－羧酸配位聚合物材料金属-羧酸配位聚合物是当前晶体工程和超分子化学领域研究的热点之一，它在光电、吸附和催化等方面有着广泛的应用。研究这类化合物对超分子化学、晶体工程及材料化学的发展具有重要的意义。利用分子构筑单元来构筑开放型固态结构，一直是金属－有机配位聚合物这一研究领域的热点。大量文献报道证明，有多齿连接功能的

3、羧酸配体能够形成更刚性的框架，这得益于羧酸盐具有集结金属离子成为M-O-C团簇的能力，这种团簇通常被称为“次构建单元”(SBU)。SBU在构筑开放型结构类型的化合物中有很多优点。本研究通过选择合适的合成方法，控制羧酸有机配体与金属离子的组装，合成了具有新颖结构的金属－羧酸配位聚合物，根据其结构上的特点有选择地进行导电性能、磁性或气体吸附等方面的研究，实验表明，有些结构表现了强的发光性能、吸附性能或是不对称催化性能；进一步探索化合物的结构与性能之间的关系及应用的可能性。（2）有机/无机纳米复合功能材料有机/无机纳米复合材料是材料科学领域最重要的研究方向之一，聚

4、合物/层状硅酸盐纳米复合材料是有机/无机纳米复合材料的热点之一。聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料(PLSN)是指聚合物以客体的形式插入到层状硅酸盐主体中形成的一类杂化物。与传统的复合材料相比，PLSN具有优异的力学性能、阻隔性能、热稳定性、阻燃性能和光电性能等。PLSN正成为新一代高阻隔性包装材料、高强度轻量化工程材料、高阻燃绝缘电器材料和抗疲劳高性能弹性体材料。六面体倍半硅氧烷（POSS）具有近似立方体的笼型结构，其八个顶点连有机取代基团R。POSS分子的三维尺寸一般在1~3nm左右，被看成是最小的经过有机改性的氧化硅颗粒。既可以通过共混又可以通过共聚方法，

5、将POSS均匀而稳定地分散在聚合物基体中，显著提高聚合物的热性能、力学性能、抗氧化性和阻燃性等，得到性能优异的聚合物/POSS纳米复合材料。（3）低介电常数材料随着超大规模集成电路（ULSI）进入纳米时代，急需介电常数小于2.2的超低介电常数材料，以解决芯片内连线间和层间的互连延迟及串扰导致的信号传输速度下降和能耗加剧等问题，而目前性能优越的符合ULSI制作要求的材料尚未出现。我们提出以笼型倍半硅氧烷为结构构造基元，通过化学反应，利用线形有机分子将所有POSS笼连接，形成具有交联网络结构的纳米杂化材料。POSS的引入减小了材料的密度，使材料具有较低的介电常数

6、，且成膜性好、力学性能和热稳定性高，是很好的低介电常数材料。再以此杂化分子为模板，通过氧化-裂解去除杂化分子中的有机物，在POSS之间形成孔隙，并可通过调节有机碳链的长度来调控材料的孔隙率，从而达到调控材料介电常数的目的。以上研究得到了国家自然科学基金、安徽省教育厅自然科学研究基金及合肥学院人才基金的资助。发表SCI、EI收录论文20余篇。部分研究成果发表于J.Coord.Chem.,J.Chem.Cryst.,ActaCryst.C,Macromolecules,J.Polym.Sci.,J.Appl.Polym.Sci.,Compo.Sci.andTec

7、h.,Polym.Adv.Tech.等国际知名学术刊物。1.2.2粉体工程技术及应用粉体工程技术及应用主要研究粉体材料生产及加工领域的共性内容如颗粒的粒度及粒度分布、力学性能、收尘等的科学技术，是一门涉及到化学、材料、机械等多门学科的新兴边缘学科，和化学工程及技术领域有着紧密的相关性。以我国优势以及非传统非金属矿物资源为对象，以低成本硅酸盐矿物粉体加工技术和应用为重点，进行超细高纯纳米改性粉体研究，以期攻克高效选矿提纯技术、超细化技术、特殊形态硅酸盐矿物的深加工关键技术，在非金属矿精细加工的研究和应用方面具有重要作用。通过“颗粒微观结构与组分的设计，实现粉体

8、材料宏观性能调控”的技术路线，实现颗粒的功能化和复合