新类型侧链液晶高分子的合成与研究
周其凤
北京大学


  “新类型侧链液晶高分子的合成与研究”是得到霍英东教育基金会青年教师基金资助的首批研究项目之一。霍英东教育基金会的资助使周其凤博士在液晶高分子领域的研究,尤其是关于“甲壳型液晶高分子”(Mesogen-jacketed liquid CrystalPolymers以下简称“MJLCP”)的开创性研究工作得以深入开展。受资助期间(1988.1~1990.12)共发表论文35篇,代表性论文有:“Liquid crystalline side chain polymers without flexibleSpacers,发表于“Macromolecules”,1989,22,p.491。从受资助的1988年起至1995年共发表论文95篇(包括发表于“Molecular crystals and liquid Crystals”,1993,vol.231, p.107的论文和在 1995年ACS年会上发表的邀请报告“ Synthesis and Chain Rigidity of MJLCP’s, Proceedings of the ACS Divsion of Polym.Mater.“Sience and Engineering”,1995,Vo1.72 p.237,等)。
  液晶高分子作为一门新兴交叉学科以及它在高性能材料领域取得的重大成就和光辉前景,得到科技界的重视,研究工作非常活跃。通常,液晶高分子被分为“侧链型液晶高分子”和“主链型液晶高分子”两类,前者的分子链是柔性或半柔性的,而后者则是刚性或半刚性的。多年来,国际液晶高分子学界正是按照这样两条思路开展研究工作的。这种状况在甲壳型液晶高分子(MJLCP)出现之后,才开始发生变化。“MJLCP”是周其凤提出的科学设想,根据这个设想,将刚性的液晶分子结构单元按一定的规则作为侧基直接组装到高分子链上构成的高分子具有液晶性;这样的液晶高分子从化学结构上看属于“侧链型液晶高分子”,但其分子链的物理性质却与“主链型液晶高分子”相似,即具有明显有分子链刚性。为实现这个设想,周其凤开展了一系列的分子设计,和他的学生与同事们一起进行了大量的高分子合成以及产物结构与性质的分析表征等研究工作。经过数年的努力,取得了大量实验数据,充分证实了“MJLCP’的设想,对“MJLCP”’的认识不断深化。该项成果的意义,不仅在于它突破了多年来统治着国际液晶高分子学术界的分子设计思想和模式,而且在于它拓展了学科的领域,深化了人们对液晶高分子乃至整个高分子的分子结构与性质之间内在关系的认识。从材料科学的角度看,本项成果也为高分子材料的性能设计提供了一个新的途径。此外,在开展本项目的研究过程中,还产生了一些有意义的其它成果,如发现了最早的人工合成热致液晶高分子等。
  本项目的成果受到了国际同行的重视。比如,法国F.Hardouin教授(Centre de Recherche Paul Pascal, Uninersite de Bordeaux I)联合了 Laboratoire Leon Brillouin,CEA/CEN Saclay的 P.Keller教授以及 Laboratoirded Physique des Solides,Universite Paris XI的 P.Davidson等数名学者(包括化学家和物理学家)对“MJLCP”进行了几年的系统研究。他们从1990年起发表了一系列论文,不仅介绍了周其凤等人的成果,证明了“ MJLCP”概念的正确性,而且指出不同分子结构可产生强弱不同的“MJLCP效应”(他们的代表性成果包括发表在“LiquidCrystals”,1994,16(3),p.421-428的论文等)。除法国以外,还有美国、德国、英国等国的一些学者也开展了有关“MJLCP”的研究。比如,英国皇家学会的 George W.GrayCBE曾于1991年撰文(见: Molecular Crystals and Liquid Crystals,1991,vol.19.7,P.43)指出,借用“MJLCP”模型可以解释他们发现的一些新的实验现象。
  目前,周其凤已成为在国际液晶高分子学界占有一席之地的学者,他曾担任IUPAC国际液晶高分子会议主席,并数次被邀请在国内外的高分子学术会议上作报告;他已是北京大学的教授,博士生导师,高分子科学研究所所长和北京大学研究生院常务副院长,还担任了国际液晶学会会刊编委的职务。对于霍英东教育基金会提供的资助,深表谢意。



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