學(xué)術(shù)之路，唯深耕方致遠；成才之途，唯善育方興邦。為深入落實人才強國戰(zhàn)略，發(fā)掘培育學(xué)科拔尖青年人才，激勵廣大學(xué)子篤學(xué)精研、銳意創(chuàng)新，中國復(fù)合材料學(xué)會設(shè)立卓越論文工程，旨在激勵博士/碩士研究生在復(fù)合材料領(lǐng)域開展原創(chuàng)性、前沿性探索，為我國復(fù)合材料事業(yè)儲備更多具有創(chuàng)新能力和實踐精神的青年力量。

回顧2024年度卓越論文工程涌現(xiàn)出一批兼具學(xué)術(shù)深度與應(yīng)用價值的優(yōu)秀成果，充分展現(xiàn)了當(dāng)代青年學(xué)子的科研實力與風(fēng)采。

2024年度中國復(fù)合材料學(xué)會卓越論文工程入選者

（博士學(xué)位論文）

萬寶全，男，中共黨員，博士畢業(yè)于北京科技大學(xué)，現(xiàn)任清華大學(xué)電機系助理研究員，獲得2024年博士后創(chuàng)新人才支持計劃及清華大學(xué)水木學(xué)者獎勵計劃，主要研究方向為低碳環(huán)保先進電工材料設(shè)計及應(yīng)用。以第一/通訊作者在Advanced Materials（4）、Advanced Functional Materials（2）及Progress in Polymer Science等高水平期刊發(fā)表論文20余篇，參編英文專著2部，撰寫專著章節(jié)2章，申請/授權(quán)發(fā)明專利2項，論文時引>1700次。主持國自然青年基金C類項目、智能電網(wǎng)國家科技重大專項子課題及第77批博士后面上項目等科研項目。目前擔(dān)任中國復(fù)合材料學(xué)會介電高分子復(fù)合材料及應(yīng)用專委會委員、中國電工技術(shù)學(xué)會工程電介質(zhì)專委會委員、IJSNM及《絕緣材料》等期刊專題主編和青年編委。入選2024年度中國復(fù)合材料學(xué)會卓越論文工程（博士），曾獲國家獎學(xué)金、省級優(yōu)秀畢業(yè)生、北京科技大學(xué)十佳學(xué)術(shù)之星等榮譽獎項。

動態(tài)聚酰亞胺電介質(zhì)薄膜設(shè)計、制備及性能研究

聚酰亞胺（PI）由于內(nèi)外部熱、電和機械應(yīng)力的作用在應(yīng)用過程中會形成不同程度的缺陷，這些缺陷會不斷生長、擴大，從而導(dǎo)致設(shè)備失效，甚至造成災(zāi)難性的破壞。因此，迫切需要對PI分子結(jié)構(gòu)進行改性，在保留自身優(yōu)異結(jié)構(gòu)性能的同時賦予其可降解、可回收或可修復(fù)的動態(tài)特性。本論文旨在克服PI分子鏈強交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和鏈之間強相互作用導(dǎo)致受損材料無法及時恢復(fù)性能的困難，從PI單體結(jié)構(gòu)出發(fā)逐步探索PI雜化電介質(zhì)的動態(tài)特性，提出基于分子結(jié)構(gòu)設(shè)計、鏈段修飾及動態(tài)交聯(lián)技術(shù)相結(jié)合的策略，重點解決如何平衡原有性能與動態(tài)特性之間矛盾，以及如何滿足PI雜化電介質(zhì)長壽命應(yīng)用的關(guān)鍵問題，主要研究內(nèi)容如下：

（1）針對傳統(tǒng)PI分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和常溫常壓下分子鏈運動困難，難以實現(xiàn)材料損傷后主動修復(fù)的問題，將含有二硫鍵和多苯環(huán)結(jié)構(gòu)的兩種常見二胺單體共聚形成一種共聚PI（CPI）。該薄膜在受到機械/電氣損傷后不僅具有良好的可修復(fù)能力，而且功能單體的引入也沒有過多影響CPI自身的優(yōu)異性能。

（2）針對可修復(fù)PI雜化電介質(zhì)性能恢復(fù)率低影響長壽命應(yīng)用的問題，設(shè)計了含有兩種功能單體的氨基封端PI低聚物并引入一種新型動態(tài)交聯(lián)劑，通過動態(tài)交聯(lián)技術(shù)制備了一種可回收、可修復(fù)的PI薄膜（RSPI）。被電擊穿和電暈損傷后回收得到的RSPI具有很高的性能恢復(fù)率，Eb分別恢復(fù)至491 kV/mm（原始為504 kV/mm）和478 kV/mm（原始為482 kV/mm）。

（3）針對PI雜化電介質(zhì)被修復(fù)、回收利用條件苛刻的問題，需要進一步改性PI低聚物、動態(tài)交聯(lián)劑和優(yōu)化成型工藝。采用仿生的策略設(shè)計出具有動態(tài)效果的“剛?cè)岵本哿鶜淙航Y(jié)構(gòu)的PI薄膜（HTPI）。通過仿“含羞草”策略將軟硬結(jié)合的HTPI薄膜設(shè)計為三種形式，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景，該薄膜同時具有良好的降解效率、可回收性和可修復(fù)性，可用于制備響應(yīng)時間約為0.15秒的超快響應(yīng)濕度傳感器和約100%回收率的碳纖維增強復(fù)合材料。

（4）針對動態(tài)交聯(lián)PI雜化電介質(zhì)（DCPI）中動態(tài)共價鍵含量低的問題，進一步引入擴鏈劑的思想。由于擴鏈劑和連接酶的協(xié)同作用，制備出的DCPI表現(xiàn)出優(yōu)異的可回收性和出色的可修復(fù)能力，同時揭示了DCPI被電/機械損傷后的損傷及修復(fù)機理。此外，DCPI可在常溫下實現(xiàn)高效的聚合物-單體回收，回收的單體可用于重新制備DCPI而不會降低其原有性能。

本論文從商用單體結(jié)構(gòu)改性出發(fā)，利用簡單的PI低聚物結(jié)構(gòu)設(shè)計、擴鏈劑和連接酶結(jié)合、動態(tài)交聯(lián)技術(shù)等制備含動態(tài)共價鍵的PI雜化電介質(zhì)新材料，突破了傳統(tǒng)PI再利用率和使用壽命低的瓶頸，進一步推進了電氣和電子領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。

選題有價值

研究有創(chuàng)新

論證有深度

成果有實效

以嚴謹治學(xué)之態(tài)探研學(xué)科前沿

以守正創(chuàng)新之心打磨優(yōu)質(zhì)成果

讓學(xué)位論文成為彰顯青年科研力量的鮮亮名片

歡迎申報2025年度中國復(fù)合材料學(xué)會卓越論文工程