课题组专题∣黄明俊课题组专注于软物质功能材料研究
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课题组专题∣黄明俊课题组专注于软物质功能材料研究
发布时间:2020-09-27        浏览次数:10

课题组介绍:

  黄明俊课题组的研究目标是在软物质化学、物理和材料科学的界面上探究有趣的科学问题或者针对实际的应用问题寻求创新的解决方案。充分利用逆功能化分析的材料研发思路,设计一个尽可能高效的综合方案实现材料的合成,然后不断进行功能筛选、设计优化以及分子库迭代等,最终产生具有新功能的软物质材料或者超越当前同类材料性能的新技术。以本课题组重点关注的高分子储能材料、光学膜材料等为例,结合目标材料的特定需求从头设计,并完成从分子设计合成、软物质多级结构、功能材料再重新迭代优化的完整闭环。整个过程需要结合有机合成化学,软物质物理以及材料科学的多学科工具来实现。

  结合自身的研究兴趣和社会的特定需求,目前课题组有三个主要的研究方向:

  1)具有精确化学结构的大分子自组装探究

  本课题组一直致力于调控分子拓扑学结构及分子间作用力来实现对大分子多级组装结构的精确控制,发现了凝聚态中若干种传统高分子中少见的有序组装结构,如Frank-Kasper球状相及准晶相等,加深了对高分子组装多样性的理解。在此基础上,我们将进一步探究具有精确化学结构的高分子以及杂化大分子的自组装,并为发展具有特殊结构的软物质先进材料打下了坚实的基础。

  2)满足特定需求的功能高分子材料设计

  目前,发展新一代的先进功能性高分子材料如高分子固态电解质、高分子光学膜组材料以及高分子介电材料为学术界和企业界高度重视,竞争十分激烈。功能性软物质材料的宏观性质不仅取决于对其化学组成和分子结构的精密设计,更强烈依赖于对其介观尺度和宏观尺度等多级结构的精确控制。本课题组结合在高分子化学、高分子凝聚态物理以及高分子功能材料的长期研究积累,致力于设计开发一系列高性能高分子材料用于能源、显示等领域,如用于提高电池安全性能的新型高分子固态电解质和用于折叠显示屏的透明聚酰亚胺等

  3)新型极性液晶小分子及高分子设计及其光学、电学材料

  2017年一类具有大偶极矩的新型液晶分子被报道具有超高介电常数,例如1kHz时的ε超过104,可能作为极具潜力的软物质介电和铁电材料。此外,这类新型液晶同时被发现具有超高非线性光学响应。然而,因为向列型液晶的高流动性和低有序度,这类极性向列型液晶从分子水平到纳米尺度以及最终微米尺度的结构排列仍然未知,这对其特殊介电和铁电性质的理解以及材料的通用分子设计是一个很大的障碍。本课题组与Satoshi Aya课题组展开深度合作,希望阐明此类类铁电性的超高介电液晶材料的形成机理和结构演化机制,进一步利用机器学习、理论计算和实验筛选确立其通用设计战略,为此类材料的广泛研究立下基础,最终实现基于液态高介电材料的柔性高端光电元件的应用开发。我们期待这一系列的物理、化学和材料之间的跨学科相互反馈研究过程将加速对此变革性现象的理解,大幅度提高此类材料走向应用的可能性。

 

黄明俊个人经历:

  黄明俊研究员2010年本科毕业于北京大学化学与分子工程学院,2015年获得美国阿克伦大学高分子科学系博士,2016 - 2019年在麻省理工学院从事博士后研究,2019年入职华南理工大学分子科学与工程学院。积累了从高分子化学合成,到软物质凝聚态结构、热力学等高分子物理领域,再到电化学和高分子储能材料等领域扎实的的知识和技能,在本领域发表高质量科研论文近60篇,作为第一或通讯作者在高水平学术期刊如Science, Nat. Chem., Energy Environ. Sci., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Chem, ACS Nano, Angew. Chem. Int. Ed.等发表研究论文,在Prog. Polym. Sci.发表综述1篇,申请美国专利6项,已授权4项。 

  欢迎高分子、化学、物理、材料等相关专业的同学加入。

  课题组网站:http://www2.scut.edu.cn/Huanggroup/

  联系方式:


 


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