一件看上去普通的毛衣，居然能為手機(jī)充電，纖維做成的衣服竟成了電源；一小瓶透明的液體針劑，注射進(jìn)人體后升溫會(huì)變成固體，成為醫(yī)學(xué)美容中的無(wú)創(chuàng)填充凝膠，或者，它與金屬?gòu)?fù)合后又成了可降解的冠脈支架；納米狀態(tài)下，某種聚合物的新排列組合，可能帶來(lái)通訊產(chǎn)業(yè)的一場(chǎng)革命……這是記者新年伊始探訪復(fù)旦大學(xué)“聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，聽(tīng)到的、見(jiàn)到的故事，它位于復(fù)旦江灣校區(qū)的化學(xué)—高分子樓內(nèi)。
▲復(fù)旦大學(xué)聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
無(wú)處不在的神奇分子
何為高分子？何為聚合物？實(shí)驗(yàn)室主任丁建東教授解答，在自然界，分子質(zhì)量過(guò)萬(wàn)甚至達(dá)到幾百萬(wàn)的物質(zhì)稱為高分子，也叫聚合物。隨著科學(xué)的發(fā)展，化學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)用合成和分子組裝等手段，設(shè)計(jì)創(chuàng)造各類材料，進(jìn)而將其多樣化的功能體現(xiàn)于不同的實(shí)際運(yùn)用中。這就是聚合物分子工程。近現(xiàn)代的許多重要發(fā)明，人類的許多生產(chǎn)和生活物質(zhì)，皆源于此。
可以用“點(diǎn)石成金”或“化腐朽為神奇”，來(lái)形容聚合物工程。“當(dāng)一個(gè)分子和另一個(gè)分子交融時(shí)，神奇的一幕就可能拉開(kāi)。”丁建東說(shuō)，實(shí)際上，聚合物已進(jìn)入日常生活的每個(gè)細(xì)節(jié)，比如我們希望家里冬暖夏涼，就要?jiǎng)?chuàng)造一種保濕隔熱材料，既能在冬天吸熱又能在夏天阻擋日照。再比如，許多現(xiàn)代醫(yī)療器械，就是源于生物醫(yī)用高分子的設(shè)計(jì)。
點(diǎn)石成金的國(guó)之重器
國(guó)防軍工領(lǐng)域更離不開(kāi)聚合物，它是各類新型材料的基礎(chǔ)。比如，一架飛機(jī)要既輕又牢固，很大程度上取決于所用復(fù)合材料的高分子基材，而飛機(jī)的性能如何、能否抵擋高寒高熱等，也與材料有很大關(guān)系。還有芯片制備所需的光刻膠，更需要特殊的高分子技術(shù)。
于是，瞄準(zhǔn)國(guó)家重大需求成為復(fù)旦聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)使命。丁建東舉例，現(xiàn)在中國(guó)人引以自豪的航天器、探月器等，其成功的基礎(chǔ)皆源于新材料，新材料的基礎(chǔ)源于聚合物分子工程。
不斷追趕世界最前沿
該實(shí)驗(yàn)室主體依托的是復(fù)旦大學(xué)高分子化學(xué)與物理全國(guó)重點(diǎn)學(xué)科。走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的展示廳，一張照片格外醒目：2002年8月15日，《自然》（Nature）刊登了由復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系邵正中教授關(guān)于蠶絲的研究成果，蠶絲簡(jiǎn)單拉一拉，強(qiáng)度可以媲美蛛絲。這是中國(guó)第一篇高分子方向的《自然》論文，翻開(kāi)了中國(guó)高分子科學(xué)研究在世界自然科學(xué)頂級(jí)期刊上全新的一頁(yè)。
近年來(lái)，復(fù)旦科研工作者屢屢挑戰(zhàn)世界高分子研究的最前沿。還記得美國(guó)科幻大片中那部編織在袖口上的手機(jī)嗎？也許，未來(lái)真有這樣一部手機(jī)，而它的基礎(chǔ)來(lái)自于中國(guó)人的智慧。可穿戴電子設(shè)備被預(yù)測(cè)成為下個(gè)時(shí)代通訊產(chǎn)品的主流，但問(wèn)題是如何制備柔性高、可集成、又能耐受復(fù)雜形變的新型電池？經(jīng)過(guò)11年攻關(guān)，實(shí)驗(yàn)室彭慧勝團(tuán)隊(duì)找到了答案。他們的成果“碳納米管復(fù)合纖維鋰離子電池”，能通過(guò)紡織方法實(shí)現(xiàn)單體集成和規(guī)?；瘧?yīng)用，有望為可穿戴電子設(shè)備的普及掀開(kāi)重要一頁(yè)。
納米世界，是時(shí)下聚合物研究的前沿。實(shí)驗(yàn)室鄧勇輝教授課題組在納米狀態(tài)下研究了一種新的半導(dǎo)體排列結(jié)構(gòu)。全新排列組合構(gòu)成的材料顯示出優(yōu)異的氣體傳感性能。這項(xiàng)基礎(chǔ)研究帶來(lái)的是，我們的通訊速度可能飛快提升，未來(lái)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能醫(yī)學(xué)、航空航天、國(guó)防安全、宇宙探測(cè)等各領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用價(jià)值。
無(wú)論是國(guó)之重器，還是民用醫(yī)療材料，實(shí)驗(yàn)室研究的高分子聚合物可謂“無(wú)處不在”，丁建東說(shuō)，“作為我國(guó)高分子研究的基地，毫無(wú)疑問(wèn)，實(shí)驗(yàn)室是未來(lái)上海建設(shè)科創(chuàng)中心的載體之一。你所想到的皆有可能，這是高分子聚合物的魅力所在，也是我們科研人的責(zé)任。”
