2018年4月19日晚七点，中国科学院大学科学前沿进展名家系列讲座IV第130讲在玉泉路校区阶一4教室举行，中科院化学研究所研究员、英国皇家学会会士张建玲老师为同学们带来了题为“绿色溶剂中有序组装及其功能化研究”的讲座。
讲座开篇，张老师即介绍了自组装的概念——使基本结构单元(如分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。但自组装通常使用的溶剂有机介质具有效率低、功能有限和环境污染的问题，难以满足当代化学化工可持续发展的要求，故开发利用绿色溶剂成为了必然发展的趋势。绿色溶剂可以应用于萃取分离、材料合成、化学反应、环境保护与治理、印染及喷涂等方面。具有代表性的绿色溶剂包括我们常见的水、离子液体、超临界H2O和今天主要介绍的超临界CO2。
超临界CO2作为目前世界上应用最广的超临界流体，用途非常广泛，其中一项就是调控表面活性剂有序组装。表面活性剂通常是含有亲水的极性基团和憎水的非极性碳链或碳环有机化合物，具有增加表面活性，降低油水界面张力的作用，比较典型的表面活性剂就是我们日常使用的洗衣液。而由于既亲水又亲油，表面活性剂在溶剂中可形成多种组装体，比如囊泡、胶束、液晶和反胶束。
张老师提到，传统的调控表面活性剂的方法主要为改变有机溶剂、转变体系温度、加入有机添加剂和加入盐，而较新的“绿色、可逆调控”思路则是加入超临界CO2，这个思路具有反应可逆、对产物没有影响的优势。在这里，张老师以自己曾经的工作——CO2作为“开关”调控液晶和胶束的转变进行具体的解释，告诉同学们可以通过加压和减压使液晶相和流动相互相转换，这其中的机理其实是CO2可以作为小分子进入胶束结构，诱导发生改变。
接下来，张老师着眼于介绍绿色溶剂中微乳液的形成，微乳液活性剂具有稳定，离心不分层的特点，分为油包水、水包油、或介于之间的双连续型几种类型，可用于制备无机纳米材料。在这方面的应用主要包括：将超临界CO2和离子液体二者结合，来替代水和油以形成微溶液；用超临界CO2包聚乙二醇型微溶液，制备高分散纳米晶体；制备合成水（内向）-超临界CO2（外向）微乳液，用金属配合物同时作为乳化剂和催化剂，提供新颖的界面反应新途径。
除了微乳液形成，绿色溶剂中乳液的形成也是一个重要的研究方向，张老师向同学们展示了CO2诱导的新型纳米乳液、离子液体包CO2型乳液、还原氧化石墨烯稳定的CO2/水乳液和水/离子液体乳液的机理及作用。
此外，张老师在讲座后部分也涵盖了绿色溶剂调控MOF(Metal Organic Framework)组装的内容，MOF是由含氧、氮等的多齿有机配体与过渡金属离子组装而成的配位聚合物。使同学们对离子液体/超临界CO2乳液制备介孔MOF材料、MOF在超临界CO2/水界面组装、 CO2/有机溶剂调控MOF组装的相关知识都有了一定的了解。
随着讲座接近尾声，张老师也对绿色溶剂的未来进行了展望——绿色溶剂中各种结构基元的组装行为与功能调控是胶体与界面科学、化学热力学、绿色化学等多学科交叉和渗透的研究方向，具有广阔的发展空间和应用前景。最后，本次精彩的讲座在同学们与老师的讨论中落下了帷幕。（文/陈恒宁 图/包浩然 来源 国科大记者团）
张老师为同学们做精彩讲座
主讲人简介：
张建玲，中国科学院化学研究所研究员、博士生导师，中国科学院大学教授，国家杰出青年科学基金获得者，英国皇家化学会会士。从事超临界流体、离子液体等绿色溶剂中有序组装体构建及其功能化研究。在Nat.Commun.、Angew.Chem.Int.Ed.、Acc.Chem.Res.等国际重要期刊发表SC1收录论文170余篇。获国家自然科学奖二等奖、北京市科学技术奖二等奖、中国科学院卢嘉锡青年人才奖等。任RSC Advances副主编、The Journal of Chemical Thermodynamics编委、科学通报编委等，任中国化学会化学热力学与热分析专业委员会委员、中国化工学会离子液体专业委员会委员、中国化工学会超临界流体专业委员会委员、中国物理学会同步辐射专业委员会委员、北京市热分析专业委员会副理事长等。
延伸阅读：
“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月，是中国科学院大学为本科生开设的必修课程，同时欢迎研究生与教职工参加，由中国科学院大学本科部主办，讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机、天文、电子信息工程、环境九个专业，邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展，让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展，拓宽学生的学术视野，为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。
