“对比实验+现象驱动的知识挖掘”在高分子材料合成创新实验教学中的尝试与运用

高分子材料合成实验是高分子专业的核心实验课程之一，如何建立实验课程与理论课程的有效衔接，加深学生对所学知识点的深入理解和活学活用，是本课程的主要目标。为此，笔者和教学团队提出：在同一个实验中改变某个实验变量，在教学班中引入对比实验，通过这些改变引起的不同实验现象和由此产生的材料性能的迥然差异，引导学生从现象出发，联系理论课堂知识进行深入分析。这种尝试有效改变了以往实验教学中所有教学班千篇一律的操作和几乎完全相同的实验现象与结果，有效激发了学生的主动性，提高了其分析问题、解决问题的能力。2年的实验教学反馈表明，“对比实验的引入”和“现象驱动的知识挖掘”帮助学生有效巩固了理论课堂的知识点，做到了活学活用。     

可控自由基聚合系列实验教学中的一些尝试与经验*

设计了基于可控自由基聚合的系列实验教学,包括:单体和引发剂精制、RAFT试剂合成、不同单体的RAFT/ATRP聚合、RAFT聚合制备嵌段聚合物、ATRP制备嵌段聚合物等。这些实验环环相扣,互相支撑,又有着明显的对比效果。这种尝试有效改进和扩充了常规高分子合成教学中的自由基聚合部分,有效激发了学生的主动性,提高了其分析问题、解决问题的能力。     

以科研引导的高分子实验课程内容变革*——以硫醇-异氰酸酯点击反应分散聚合制备交联功能化微球为例

分散聚合是一种制备单分散微球的重要方法,是高分子专业学生的必修实验课。传统基于自由基链式反应的分散聚合难以制备高交联、功能化微球,且存在反应时间长、单体转化率低的不足。介绍了具有逐步聚合机理特性和高反应活性的巯基-异氰酸酯点击反应在分散聚合体系中快速制备单分散、交联、功能化微球的实验。该实验在室温搅拌条件下即可得到单分散、交联微球,且通过调节巯基-异氰酸酯的配比可得巯基或异氰酸酯功能化微球。与传统基于苯乙烯、丙烯酸酯类链式反应的分散聚合相比,巯基-异氰酸酯逐步反应的分散聚合作为本科专业实验在理论知识体系、综合能力培养、时效性和可拓展性等方面具有显著优势。     

不同维度Co3O4纳米材料的水热合成研究进展

过渡金属氧化物Co_3O_4的晶体结构及表面特性与其形貌、尺寸和微观结构密切相关。本文将不同形貌Co_3O_4纳米材料按尺寸分为:纳米球、立方块、多面体等零维材料,纳米线、纳米棒、纳米管、纳米柱等1D材料,纳米片、纳米薄膜等2D材料,海胆状、微米球等由纳米单元构成的微米尺寸3D超结构。探讨了对形貌形成的影响因素,重点研究其水热合成过程,总结了可能的形成机理,以利于对不同维度材料的形成规律有较深入的理解,进而能在理论上指导特定维度、特定形貌材料的可控合成。     

结合理论课堂的知识点设计高分子材料合成实验课程

尝试在"高分子材料合成创新实验"课程中将理论课的知识点巧妙地融入到实验教学中，有目的地设置实验环节，通过对实验现象的分析，帮助学生巩固理论课知识点。为了充分利用实验的等待时间，在有目的地组织学生对实验进行预习的基础上，还尝试"激励学生参与"实验课的教学，鼓励学生以实验小组的形式讲解与实验相关联的理论知识，进一步巩固相关知识点，并扩充知识面。2年的实验教学反馈表明，这些尝试既有效巩固了理论课堂的知识点，做到了活学活用，又激发了学生的学习兴趣，提高了分析问题的能力。     

“硼”然心动——硼单质及其化合物*

硼是一种特殊的“准金属元素”,其独特的成键规律和化学性质使得硼及其化合物成为一类特殊的功能材料。介绍了硼单质的发现史,重点围绕硼单质、硼烷及其在国防等领域的应用展开。     

磁场诱导沉淀聚合制备一维Fe3O4/P（MAA-DVB）纳米链

采用溶剂热法制备了单分散Fe3O4纳米粒子,以甲基丙烯酸（MAA）和二乙烯基苯（DVB）为聚合单体,在沉淀聚合过程中通过磁场诱导自组装制备了一维高磁响应性永久连接的Fe3O4/P（MAA-DVB）纳米链.采用扫描电镜（SEM）,透射电镜（TEM）,X射线衍射仪（XRD）,热重分析（TGA）及振动样品磁强计（VSM）等对其形貌、磁含量和磁响应性等进行了分析表征.结果表明,该法制备的一维Fe3O4/P（MAA-DVB）纳米链的磁含量为91%时,其比饱和磁化强度为72emu/g.在外磁场存在条件下,一维Fe3O4/P（MAA-DVB）纳米链将按外界磁场的方向取向.此外,每个豆荚内的Fe3O4纳米粒子规则的排列在一条线上,并通过P（MAA-DVB）聚合物使其均匀分布.     

从诺贝尔奖看高分子百年*

从高分子学科确立到现在已经经历了整整一个世纪。围绕高分子领域的历次诺贝尔奖,重点回顾了“高分子”概念的确立、高分子合成化学、高分子理论、功能高分子等领域的里程碑事件,分析了高分子学科的未来发展趋势。     

“钙”世英雄*

钙是一种与人联系极为密切的碱土金属元素,钙化学性质活泼,化合物众多,是一种在生活、科技各个方面都有应用的元素。介绍了钙单质的发现、制备和物化性质,重点围绕钙及其化合物在建筑和人体生命健康领域的应用和重要性展开。     

复阻抗法分析聚吡咯材料的湿敏特性

通过延长聚合时间到96 h合成了一种对湿度敏感的聚吡咯材料. 采用红外(IR)光谱, X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)的方法对合成的材料进行了表征. 测量了基于该材料的湿敏元件的湿度特性, 并且得到了在20 Hz-100 kHz频率范围内的复阻抗谱图. 基于测量结果讨论了该材料制备的湿敏元件的湿度敏感机制. 通过对复阻抗谱的分析研究了该湿敏元件的工作机理并且分析了参与导电的粒子.