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【优博论文五】记2020年陕西省优博论文获得者张帆

2022-05-11        点击:

编者按:研究生教育肩负着高层次人才培养和创新创造的重要使命,是国家发展、社会进步的重要基石。博士研究生教育是国民教育的顶端,是国家核心竞争力的重要体现。为深入贯彻习近平总书记关于研究生教育工作重要指示和李克强总理批示,推动研究生教育适应党和国家事业发展需要,为营造良好学风,对近年来省级优秀博士学位论文获奖情况进行阶段性总结,以勉励后者,树立榜样,未来可期,现推出“陕西省优秀博士学位论文”系列报道。


一、个人简介

张帆,博士,校聘副教授,硕士生导师,陕西科技大学2017届博士研究生,毕业于陕西科技大学轻工科学与工程学院轻工技术与工程专业。现任西安工程大学轻化工程系副主任,轻化工程系教工党支部书记。陕西省“青年托举人才”,“西安工程大学科技之星”提名奖,陕西省优秀博士学位论文获得者。现主要从事智能中空微球的微结构调控与性能研究,光致变色高分子材料在织物表面的构筑等方面的研究。近年来,作为项目负责人承担纵向科研项目7项,其中包括国家自然科学基金青年基金、陕西省自然科学基金等,作为主要研究者参与国家自然科学基金面上项目、政府间科技合作项目及省部级科研项目等4项。研究成果在材料和涂层领域的国际权威期刊“ACS Applied Materials and Interfaces”、“Colloids and Surfaces A”、“Progress in Organic Coatings”等上发表论文10篇,其中SCI 4篇,授权国际专利1件,国家发明专利5件。多次参加相关领域国际、国内学术会议并做口头报告。

二、论文简介

《酪素基中空纳米复合乳液的制备与性能研究》,针对改性酪素类皮革涂饰剂在加工、储存和应用过程中出现卫生性能下降和易生霉的问题,提出采用乳液聚合法和碱溶胀法制备了具有特殊中空结构的可室温成膜聚丙烯酸酯改性酪素中空微球,揭示了中空微球的结构演变以及形成机理。为提高微球结构完整度,在聚丙烯酸酯改性酪素中空微球中引入纳米SiO2壳层制备复合微球并对结构进行优化;基于此,进一步开发在溶胀过程中包覆亲水性防霉剂的制备工艺,获得具有缓释防霉的酪素基纳米复合载体。系统探究并深入分析了酪素基纳米乳液形成过程中的相关界面作用及聚合机理。

该研究的创新性在于:(1)在酪素体系下,采用乳液聚合法和碱溶胀法制备了具有特殊中空结构的聚丙烯酸酯改性酪素中空微球,揭示了中空结构的形成机理。(2)基于改性酪素的乳化性能,引入纳米SiO2,制备了结构完整、强度较高的酪素基复合中空微球,开发了缓释防霉型酪素基纳米复合载体,以解决酪素产品的易霉变问题。(3)通过调控改性酪素的表面活性以及润湿性,构建新型杂化Pickering稳定剂,并获得改性酪素粒子在水包油体系中的界面作用方式,建立了粒子表面润湿性与聚合机理之间的对应关系。

三、导师评语

本研究主要围绕解决酪素类皮革涂饰剂在加工、储存和应用过程中出现易生霉和卫生性能下降的问题进行了系列研究。由于酪素自身结构复杂,酪素改性过程中的界面作用以及改性酪素乳液体系中的聚合机理研究不甚明晰且缺乏系统性。本研究提出在聚丙烯酸酯改性酪素的基础上设计并引入中空结构和无机纳米组分,获得可室温成膜的功能型纳米中空乳液,进一步将防霉剂负载于空腔,获得具有缓释防霉效果的复合载体;揭示改性过程中的相关界面作用机制,探究聚合机理以及形貌调控机制。酪素改性过程中呈现的不同成核机理对设计功能型酪素基纳米乳液具有一定的科学意义和实际意义。

四、代表性成果

[1] Fan Zhang, Jianzhong Ma, Qunna Xu, et al. Hollow casein-based polymeric nanospheres for opaque coatings[J]. ACS Applied Materials and Interfaces, 2016, 8 (18): 11739-11748.

[2] Fan Zhang, Jianzhong Ma, Qunna Xu, et al. A facile method for fabricating room-temperature-film-formable casein-based hollow nanospheres[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2015, 484: 329-335.

[3] Qunna Xu, Fan Zhang, Jianzhong Ma, et al. Facile synthesis of casein-based silica hybrid nano-composite for coatings: effects of silane coupling agent[J]. Progress in Organic Coatings, 2015, 88: 1-7.

[4] Jianzhong Ma, Fan Zhang, Yinghuan Qiao, et al. ViPDMS incorporated with proteinbased coatings designed for permeabilityenhanced applications[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2018, 135, 46501.

[5] 张帆,马建中,徐群娜.酪素胶束结构及其纳米功能化的研究进展[J].功能材料,20151515001-15006.

[6] 徐群娜,张帆,马建中,等.酪素基纳米TiO2杂化乳液的制备及其涂层自清洁性能研究[J].功能材料,20152121069-2107520180

[7] Jianzhong Ma, Fan Zhang, Qunna Xu, et alEin langsam freisetzendes, vor Schimmelpilzen schützendes und kaseinbasiertes Mikrohohlkugel-Beschichtungsmaterial und ein Verfahren zu dessen Herstellung [P]DE112017000374.1 , 2021-04-29

[8] 马建中,张帆徐群娜周建华.酪素基中空微球聚合物成膜材料的制备方法[P].中国专利:ZL201310280483.0,授权日:2015-08-19

[9] 徐群娜,张帆,马建中.酪素基纳米TiO2杂化复合乳液的制备方法及涂层材料[P].中国专利:ZL 201410723157.7,授权日:2017-06-23

[10] 徐群娜,张帆,马建中.一种防霉型酪素基二氧化硅杂化微胶囊的制备方法[P].中国专利:ZL 201610023067.6,授权日:2019-01-25

[11] 徐群娜,樊蓁妮,张帆,马建中.缓释型防霉/抗菌兼自清洁双功能酪素基纳米微胶囊涂层材料及其制备方法[P].中国专利:ZL201710236550.7,授权日:2019-05-03

[12] 徐群娜,马建中,张帆.一种多层中空酪素基亚微米复合微胶囊及其制备方法[P].中国专利:ZL201410363193.7,授权日:2016-04-06

 

五、校友寄语

 

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