秦玉升团队在废弃塑料升级化学回收方面取得新进展
在绿色可持续发展大背景下,塑料污染已经成为全球最紧迫的环境问题之一。发展生物降解高分子合成和循环回收技术是解决这一问题的关键。近年来,以聚乳酸(PLA)等为代表的生物降解高分子产业化技术发展迅速,产业化规模不断扩大。与此同时,为减少资源浪费、满足可持续发展需求,聚乳酸高效化学回收技术研发已成为高分子科学领域研究的热点。
化学化工学院秦玉升团队制备了一种胍基锌配合物,该催化剂不仅可以高效的催化丙交酯开环聚合制备高分子量聚乳酸(Polym.Chem.,2023,14,4652-4658),而且还能催化商品化聚乳酸的醇解和胺解,从而制备出一系列新结构二元醇化合物。该降解策略对塑料制品中添加剂具有良好稳定性,且在PLA/PBAT 共混制品降解中对 PLA 表现出高选择性,有利于多组分废弃塑料的分离回收。此外,胍基锌催化剂对水、氧均表现出良好的稳定性,在放大进行商品化聚乳酸制品降解实验中,依旧具备高活性。所生成的二元醇可直接用于与二元酸的缩聚反应,进而制备新型高分子量(14800-29800 g/mol)、窄分布(1.82-1.87)、玻璃化转变温度可调(12.8-117.6 °C)的聚酯酰胺。
废弃塑料的化学回收对于减少环境污染与推动资源循环利用至关重要。该工作将高活性的丙交酯开环聚合催化剂用于 PLA 的醇解与胺解,实现了多种新结构可聚合多元醇单体的高效合成,并成功用于新结构聚酯酰胺的制备,实现了 PLA的升级回收利用,为高分子材料可持续发展研究提供了新思路。
相关研究以“Zinc Catalyst for Chemical Upcycling of PLA Wastes: Novel Industrial Monomer Resource toward Poly(esteramide)”为题发表在美国化学会出版的高分子科学领域顶级刊物《Macromolecule》上,该期刊为自然指数(Nature Index)收录期刊。硕士研究生刘爽为论文第一作者,索泓一博士和秦玉升教授为论文通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者计划、山东省自然科学基金和中央引导地方项目的支持。
化学化工学院
陈大全团队在海洋载体微针递送系统方面取得新进展
在类风湿性关节炎的发病过程中,炎症细胞通常浸润滑膜组织,特别是 M1 型巨噬细胞,其氧化还原失衡导致关节结构退化和功能恶化。海洋药物及材料领域具有巨大的潜力,岩藻多糖(Fuc)是一类天然存在的硫酸化杂多糖,从昆布、褐藻的细胞壁和细胞间基质中分离出来。已经发现,丰富的硫酸盐部分赋予Fuc多种生物炎、抗氧化、神经保护和免疫调节。
药学院陈大全教授团队,针对目前类风湿关节炎治疗存在的弊端和从中药组分中得到启发,选择了具有免疫抑制活性的生物碱类化合物分青藤碱(Sinomenine,SIN)作为模型药物,将中医药理论、纳米医学与微针经皮递药系统相结合,构建了活性氧(ROS)响应型纳米颗粒与可溶性海洋载体微针联用的新型经皮给药递送系统(FTL@SIN MNs)。选择海洋中药昆布组分—岩藻多糖(Fucoidan,Fuc)为亲水骨架,以山东道地中药金银花组分木犀草素(Luteolin,Lut)为疏水端,并引入ROS响应型的硫缩酮键(Thioketal,TK)得到两亲性载体材料FTL。利用透析法将低水溶性药物 SIN 包封于 FTL 的疏水内核中,得到载药纳米颗粒 FTL@SIN,并将其负载到以高分子量的 Fuc 为主要基质,采用真空浇铸法制备可溶性微针中,从而赋予可溶性微针 ROS响应能力,最终得到新型经皮给药递送系统FTL@SIN MNs。显著降低了巨噬细胞炎症,同时减少了关键的促炎细胞因子,并将 M1 型重新极化为 M2 型,从而改善了滑膜炎症,促进了软骨修复。该研究为类风湿性关节炎的治疗干预提供了一条有前途的方法。
相 关 成 果 以“Inflammatory macrophage reprogramming strategy of fucoidan microneedles-mediated ROS-responsive polymers for rheumatoid arthritis”为 题 发 表 在《International Journal of Biological Macromolecules》(IF:8.2)。硕士研究生刘晓伟、刁宁宁为论文共同第一作者,陈大全教授为论文通讯作者。相关工作得到了山东省泰山学者计划、山东省自然科学基金重大基础研究等项目的支持。
药学院
张岩团队在冻-融法水处理领域取得新进展
水处理行业作为重要的碳排放源之一,在“双碳”目标的推动下大有可为。土木工程学院张岩教授团队成功将冻-融法水处理技术应用于垃圾渗滤液、海水淡化、新型污染物废水处理等领域。该方法基于固液相变和第一性原理,具有能耗低,分离系数高,对污染物选择性低等优点。冻-融法对垃圾渗滤液中 COD、TOC、氨氮和总磷的去除率分别为 90.75%、92.25%、92.11% 和 89.68%;对海水淡化中盐度的去除率可达96.79%;对新型污染物喹诺酮类抗生素的去除率可达 90.10%。相关研究成果已发表在国际知名期刊《Separation and Purifica⁃ tion Technology》(IF:8.6)、《Waste Management》(IF:8.1)、《Jour⁃ nal of Environmental Chemical Engineering》(IF:7.7)、《Journal of Environmental Sciences》(IF:6.9),获授权冻-融法水处理技术相关国家发明专利6件,其中4件已实施转化或许可企业使用,为冻-融法水处理技术的应用提供了新思路。
上述成果得到了国家自然科学基金、中央引导地方科技发展资金项目、山东省自然科学基金的资助和山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目的支持。
土木工程学院
材料模拟与设计团队在反萤石结构体系的热输运研究中取得重要进展
材料的热导率是衡量材料传热能力的参数,也是决定材料功能的关键点之一。在现代技术应用中,晶格热导率在晶体管、光伏器件和热电器件等领域中起着关键作用。比如,设计高效散热装置时需要高热导率材料,而为了最大化热电转化效率则需要较低的晶格热导率的材料。因此,发现和应用具有极低和极高热导率的材料至关重要。
物理与电子信息学院的材料模拟与设计团队联合清华大学在反萤石结构体系的热输运研究中取得了重要进展。他们采用第一性原理计算结合自洽声子理论、压缩感知晶格动力学和玻尔兹曼传输方程的先进方案,研究了 16 种反萤石结构材料的晶格动力学和声子输运机制,通过分析声子频率的四阶非谐重整化和四声子散射,详细探讨了这些材料的晶格热导率,揭示了四阶非谐性对热输运性质的显著影响。结果表明,这些体系的晶格热导率和四声子散射之间存在近似线性的关系,说明热导率较低的结构具有更强的四声子散射。这些结果为设计新型散射器件、光伏器件、热电器件等提供了可靠理论依据和技术指导。
研究成果以“Influence of quartic anharmonicity on lattice dynamics and thermal transport properties of 16 antifluorite struc⁃ tures”为题发表在美国物理学会经典期刊《Physical Review B》上,该期刊是自然指数(NatureIndex)收录的 82 种期刊之一。硕士研究生原兴竹是论文第一作者,赵银昌和戴振宏教授是通讯作者。该工作受到了国家自然科学基金项目和山东省自然科学基金重大基础研究项目的资助。
物理与电子信息学院
兰翠教授出版《互鉴与融合——唐诗中民族观念与文化交流研究》
文学与新闻传播学院兰翠教授的《互鉴与融合——唐诗中民族观念与文化交流研究》2024 年由人民出版社出版。本书在唐代多民族融合的大一统背景上,以唐代诗人别集和《全唐诗》为研究对象,佐以详实的史料,用充分的诗歌资料和研究理据,从整体上梳理了唐诗中与民族关系相关的作品。本书立足诗人群体,总结其关于民族问题的情感体验与观念,为研究唐代民族关系与文化交流提供了一个客观性、新颖性、开拓性的体验式角度和视点,具有重要的理论意义和学术价值。本书全面充分地展现唐代民族交流及文学创作的独特面貌和发展历史,再现中华多民族交往交融的整体风貌。一书在手,既可浏览唐诗中林林总总的文化交流片段以及丰富多彩的民族关系画卷,又可与其他领域的研究相补互充,补史、证史而窥见唐代民族关系与文化交流的全貌。
社会科学处