近日，郑州大学材料科学与工程学院高分子加工研究所郑国强教授带领的高分子加工及功能化课题研究小组分别在国际期刊《Chemical Engineering Journal》（IF＝16.744）和《Nano Energy》（IF=19.069）上发表题为“Sandwiched film with reversibly switchable transparency through cyclic melting-crystallization”和“One-step fabrication of sandwiched film based triboelectric nanogenerator for large-area energy harvester and precise self-powered sensor”的最新原创性研究论文，郑国强教授为通讯作者，博士生彭飞为论文第一作者，郑州大学材料科学与工程学院为第一作者单位和通讯单位。高分子功能薄膜一直以来都是人们研究的热点，其涉及的领域十分广泛，如：智能视窗，自供能传感器，软体机器人和辐射制冷器等。相比于无机材料功能薄膜，高分子功能薄膜具有质轻、柔性高和选材广泛等优点。目前，虽然高分子功能薄膜的制备工艺和应用研究均取得较大发展，但该领域仍然存在亟待解决的问题，如：工艺复杂、环境污染严重和功能层易被破坏等。针对以上问题，本课题组以高分子成型加工方法（三层共挤吹膜工艺）为手段，以商业化的热塑性高分子（PE,PEO和PP）和纳米功能粒子（MWCNTs）为原材料,无溶剂且连续化地制备出具有“三明治”结构的高分子功能薄膜。得益于薄膜的“三明治”结构，其功能层（芯层）被“皮层”有效地保护起来。首先，LDPE和PEO分别作为“皮层”和“芯层”的高分子功能薄膜在变化的温度（25℃-70℃）作用下，实现了透明（透光度：80%，雾度：9%）与半透明（透光度：36.5%，雾度：70.9%）的快速转变，并结合物联网技术将其成功应用于光催化智能控制窗口和智能家居。其次，PP和MWCNTs/PP分别作为“皮层”和“芯层”的高分子功能薄膜可作为摩擦纳米发电机（TENG）,实现高效的雨滴能收集（30.1 J/h）和精确的实时降雨量监控，并结合物联网技术，实现降雨量的数字化显示。本课题组通过高分子成型加工方法实现了高分子功能薄膜的无溶剂且连续化制备，并结合物联网技术创新性地推进了其应用研究，为高分子功能薄膜的制备和应用发展提供了新的思路。近些年来，郑国强教授一直坚持基于通用成型加工方法的热塑性高分子材料功能化结构构筑研究，并取得了一系列的创新成果，受到了同行的广泛关注。这些研究得到了国家自然科学基金、河南省高校创新团队等项目资助。
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https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107771
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104068
https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.133052
https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.127960
https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.136205
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