完成单位：北京化工大学

完成人：吕超，田锐，管伟江，林彦军

成果简介：

　　本工作基于荧光分子对无机相的修饰和靶向作用，通过共聚焦荧光显微镜成功定位了有机-无机复合材料中的无机相，实现了复合材料中无机相分散度的三维可视化及定性定量研究。本工作打开了有机-无机复合材料纳米无机相分散度的三维、毫微米尺度评价新思路，为构筑性能优越的复合材料提供了直接的技术支撑。构建的评价方法目前已成功完成对无机分散相如水滑石、蒙脱土、二氧化硅等无机相的荧光标记，对有机聚合物基质如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯及硅橡胶等都具有可靠的研究结果，发表论文27篇（Angew. Chem. Int. Ed. 3篇, Nat. Commun. 1篇, Sci. Adv. 1篇, Chem. Sci. 2篇，Anal. Chem. 15篇等），授权专利5项。

创新点及科学价值：

　　本研究通过“前染修饰”和“后染定位”方法实现了无机相的固态发光，从而实现了无机相在复合材料中的成像分析，建立了三维、毫微米尺度有机?无机复合材料无机相分散度评价新方法；通过荧光可视化方法实现对无机相分散度的定量评价，建立了无机相分散度与宏观性能关系，研究了无机相分散度对其宏观性能的关键影响，为新型高效复合材料的设计提供理论依据。

　　研究成果通过对无机相的荧光识别染色和成像，实现了对有机-无机复合材料中无机相分散度的三维定性定量分析，该方法弥补了传统方法在毫微米尺度对材料表征的缺憾，构建了复合材料微观结构和宏观性能之间的桥梁，为材料表征提供了新思路。建立的定量分析方法，能够对产品分散度进行准确、有效的评价，为产品质量筛选、工艺优化研究等提供科学依据；为构筑新型、高效、多功能有机-无机复合材料提供理论支撑。

社会经济效益：

　　该方法不仅能实现对复合材料生产工艺的指导，并且适用于对复合材料成品的现场无损分析，结果准确可靠，具有巨大的应用价值。分别在海尔集团、山东玲珑轮胎股份有限公司、济南泰星精细化工有限公司等行业龙头企业制定企业标准3项，已指导上述企业生产复合材料800余吨，提高了复合材料的加工精度和产品质量。经过一年多的实施，这些企业标准提高了多种水滑石基复合材料的加工精度、产品质量及性能等，实现了复合材料的连续、稳定、高效生产。于2018年获批中国石油和化学工业联合会团体标准1项。

应用前景：

　　有机-无机复合材料种类繁多，工业用量大及产值高，仅中国大陆年用量约250万吨，年产值约200亿美元，在航天航空军工等涉及国家安全以及衣食住行用等民生领域应用广泛。本方法的建立能够有效实现对复合材料的表征，并为复合材料在使用过程中无机相、添加剂的迁移研究提供帮助，为设计和构筑新型、高性能复合材料提供理论依据。