雜化材料是指分散相材料以納米尺度或分子尺度分散在另一種材料中，其中兩相材料通過弱的分子間相互作用或強的共價鍵相互作用所形成的具有某種特殊性能或多功能的復(fù)合材料，是不同結(jié)構(gòu)物質(zhì)通過物理或化學(xué)作用的調(diào)控，形成的一種克服了各自弱點、同時產(chǎn)生具有更特異化學(xué)、電化學(xué)、磁功能或電子特性等多功能的新型材料。目前以雜化材料為基礎(chǔ)的研究已經(jīng)形成了特有的可滿足當(dāng)前科學(xué)技術(shù)要求的新興交叉學(xué)科，特別是在生物技術(shù)、生命科學(xué)、電子信息科學(xué)、新能源等高新技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用需求。本課題組圍繞這一領(lǐng)域的基本科學(xué)問題和工程問題進行相關(guān)研究，主要開展了以下幾個方面的研究工作:
1.無機粒子的表面性能與有機化、有機/無機雜化材料的界面與性能
利用多種分析手段、分子模擬等方法研究雜化體系各組分的表面性能，建立了雜化材料表面性能與雜化材料界面相互作用之間的關(guān)系，為功能化雜化材料加工制造提供了理論參考。針對無機材料的表面性能，設(shè)計并合成具有不同活性基團的表面改性有機小分子及超支化高分子低聚物，研究無機材料表面有機化方法、有機化無機材料在不同體系中的分散、界面及有機/無機雜化材料的構(gòu)效關(guān)系，為高性能雜化材料的設(shè)計奠定理論基礎(chǔ)。
2．分子內(nèi)有機/無機雜化材料的合成、結(jié)構(gòu)與性能研究
設(shè)計并合成了系列分子內(nèi)有機/無機雜化倍半硅氧烷高性能樹脂基體，研究了該樹脂的熱分解機理，并以此為基礎(chǔ)研制了系列耐高溫樹脂體系及具有良好表、界面性能、耐候性的功能雜化樹脂，為高分子材料在耐高溫航空、航天領(lǐng)域的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
3. 新能源材料的研究
設(shè)計并合成了具有良好凝膠化特性及電化學(xué)特性的無機納米復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)，探索了各組分之間的超分子作用、凝膠化過程及其對離子傳輸性能的關(guān)系，建立了凝膠電解質(zhì)的離子傳輸機理。
新型有機無機雜化生物酶染料電池三維酶電極構(gòu)筑,提出采用貴金屬雜化石墨烯、二茂鐵構(gòu)筑具有電子導(dǎo)電機制三維酶電極網(wǎng)絡(luò)，利用環(huán)糊精調(diào)控酶電極的微結(jié)構(gòu)與微環(huán)境，達到提高電池功率密度并延長其壽命的目的
新型雜化嵌段共聚物質(zhì)子交換膜,提出設(shè)計具有分子內(nèi)交聯(lián)作用的雜化嵌段共聚物作為質(zhì)子交換膜基體,通過控制嵌段比例來調(diào)控雜化共聚物與水的相互作用關(guān)系從而調(diào)節(jié)質(zhì)子交換膜的電導(dǎo)率的目的.
4. 雜化共聚物自組裝及表界面性質(zhì)研究
采用溶液自組裝的方式, 研究了功能納米粒與不同嵌段共聚物的自組裝行為;采用界面流變學(xué)研究不同拓撲結(jié)構(gòu)雜化高分子及功能納米粒子在二維界面構(gòu)象行為，進而研究其構(gòu)筑單分子膜的表面結(jié)構(gòu)，旨在研究通過雜化共聚物分子設(shè)計調(diào)控不同表界面性質(zhì)單分子膜的目的。