个人简介

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刘凯强  副教授

2008年至今,陕西师范大学

访问学者,英国Durham大学,2012.08-2013.09

博士后,陕西师范大学,2009.3-2012.08

 士,陕西师范大学,2007.12

 士,陕西师范大学,2001.06

 话:029-81530759

E-mail: kaiqiangliu@snnu.edu.cn

                                   

 

1. 功能型分子凝胶及其应用

Functional Molecular Gels and Their Applications

2. 动态共价键材料及其应用

Dynamic Covalent Bonding Materials and Their Applications

3. 电子显微学与流变学

Electron Microscopy and Rheology

                                   

      

       Dr. Kaiqiang Liu’s interests have been focused on functional molecular gels, reversible covalent bonding materials and applications in various fields, e.g. high energetic materials and organic or inorganic crystallization, etc. Since 2001, he has authored or co-authored published more than 60 research papers and is named in 10 patents. He is the recipient of the first Awards for functional soft materials from Natural Science Foundation of Shaanxi Province.

    2001 年以来,一直致力于功能性分子凝胶化学应用与基础研究工作。主持国家自然科学基金面上项目1项,陕西省自然科学基金面上项目1项目,西安近代化学研究所合作项目1项,以第二完成人参与完成了973子专题1项,国家总装备部“十五”预研项目1项,国家自然科学基金项目6项,国内研究所合作项目若干项,发表研究论文60余篇,申请与获权发明专利10余件。

                                   

 

1.   国家自然科学基金面上项目, 分子凝胶中有机化合物的结晶机制(21473110), 经费(90万元), 执行时间(2015.01-2018.12), 所有项目参与人(刘凯强, Somnath Mukherjee, 严向阳, 陈香李, 鱼春萌, 王刚, 马莹, 常兴茂, 郁航, 刘慧景)

2.  陕西省自然科学基金面上项目, 分子凝胶中有机化合物结晶的耦合效应与限域效应(2015JM2068, 经费(2万元), 执行时间(2015.05-2016.12, 所有项目参与人(刘凯强, 严向阳, 陈, 刘慧景, 陈香李, 王刚, 常兴茂)

3.  西安近代化学研究所合作项目, 凝胶剂在FAE燃料中的失效机理研究, 经费(48万元), 执行时间(2015.12-2017.12), 所有项目参与人(刘凯强)

4.   973项目子专题, 小分子胶凝剂的胶凝动力学和微观胶凝机理研究, 经费(100万元), 执行时间(2009.01-2011.06, 所有项目参与人(房喻, 刘凯强, 张颖, 刘静, 严军林, 晏妮, 高迪, 何盼丽, 张荷兰, 李国梁

                                   

 

1.      功能性分子凝胶研究

    双吡啶双脲类衍生物由于其吡啶氮原子与脲基间的氢键缔合,在水或有机溶剂中呈现出较差的胶凝能力,为了解决这一问题,主要采用两种策略:(i)将双吡啶双脲类衍生物与有机二羧酸作为超分子组装体的结构单元,借助超声诱导处理获得触变性分子凝胶(Soft Matter, 2013, 9, 11699-11705.);(ii)从双吡啶双脲类衍生物出发,将吡啶叔胺片段更改为脂肪叔胺片段,从空间结构与位阻效应避免了叔胺氮原子与脲基的氢键缔合,从而有效提升了胶凝行为,获得了触变性优良的分子凝胶,而且有机羧酸盐与溶剂组分可有效调节分子凝胶的流变学性能,其中凝胶的力学强度、屈服值、复合粘度与相转变温度等性能均随某一有机羧酸盐呈先增加后降低的变化趋势(Langmuir, 2016, 32, 12805-12813.)。

演示文稿1.tif

 2.     分子凝胶的应用

(1)无机或有机结晶控制生长

        分子凝胶由于其自身的空间三维网络结构与粘弹特性抑制了凝胶介质内部溶液连续扩散、对流或剧烈扰动对待结晶物晶核形成的影响,提高了物质晶核的独立分布并减少了其沿容器壁或其他结晶面随机生长或形成沉淀的几率。与传统凝胶结晶介质不同,分子凝胶所用的胶凝剂结构简单准确、通过并不复杂的化学合成便可实现分子功能片段的调节,特别是溶剂可涵盖水以及几乎所有的有机溶剂、混合溶剂与离子液体等。如果分子凝胶能够广泛应用于物质的结晶,这将大大拓展晶体生长的溶剂范围,也会因分子凝胶的超分子特性使得晶体与凝胶的分离过程变得十分容易(Langmuir, 2016, 32, 12805-12813)。可逆共价键分子凝胶兼具物理凝胶网络结构可逆与化学凝胶稳定的特点,其力学强度与凝胶-溶胶相变可控,是有机半导体或无机晶体可控生长潜在的重要介质(Soft Mater, 2017, doi: 10.1039/c7sm02013a)。


    分子凝胶介质中有机半导体可控生长

(2)剪切可控高能燃料凝胶

       以高能液体燃料或氧化剂为介质,有机小分子化合物为胶凝剂,成功实现了高能液体燃料室温胶凝、燃料凝胶剪切触变可控、凝胶高能化及宏量制备等一系列关键的科学与技术问题(含能材料, 2005, 13(1), 58-60; 含能材料, 2005, 13(3), 169-172;火炸药学报, 2006, 29(3), 1-4; 含能材料, 2011, 19(4), 415-419.),为后续工业化生产与型号化奠定基础。