浙江大学高分子科学与工程学系吴子良

laiwang

吴子良 博士 浙江大学副教授 博士生导师。2003年毕业于浙江大学化学工程与生物工程学系（工学学士），2006年华东理工大学化工系毕业获工学硕士学位，2010年3月日本北海道大学生物系毕业获理学博士学位。之后分别在加拿大多伦多大学、法国居里研究所、日本北海道大学从事博士后研究工作。2013年10月到浙江大学高分子系任教，2015年入选国家“青年##计划”。主要从事仿生与功能性高分子软材料方面的研究，已在Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Macromolecules等期刊上发表论文30余篇。

吴子良 博士

研究员 | 博士生导师

学科  材料科学与工程

单位  高分子科学与工程学系

电话 0571-87953075

邮箱 wuziliang@zju.edu.cn

地址 杭州市浙大路38号高分子大楼413室

研究方向

· 仿生与功能性高分子水凝胶

· 高分子软材料三维可控变形

代表文章：

1.Z.L. Wu, M. Moshe, J. Greener, H. Therien-Aubin, Z.H. Nie, E.Kumacheva, Three-Dimentional Shape Transformations of Hydrogel Sheets Induced by Small-Scale Modulation of Internal Stresses, Nature Communications, 2013, 4, 1586.

2. R. Takahashi,+ Z.L. Wu+ (+equal contribution), M. Arifuzzaman, T. Nonoyama, T. Nakajima, T. Kurokawa, J.P. Gong*, Control Superstructure of Rigid Polyelectrolytes in Oppositely Charged Hydrogels via Programmed Internal Stress,Nature Communications, 2014, 5, 4490.

3. Z.L. Wu, T. Kurokawa, S.M. Liang, H. Furukawa, J.P. Gong, Hydrogels with Cylindrically Symmetric Structure at Macroscopic Scale by Self-Assembly of Semirigid Polyion Complex, Journal of the American Chemical Society, 2010, 132, 10064-10069.

4. X. Ji, B. Shi, H. Wang, D. Xia, K. Jie, Z.L. Wu*, F. Huang*, Supramolecular Construction of Multifluorescent Gels: Interfacial Assembly of Discrete Fluorescent Gels through Multiple Hydrogen Bonding,Advanced Materials, 2015, 27, 8062-8066.

5. Z.L. Wu, H. Furukawa, W.Yang, J.P. Gong, Mesoscopic Network Structure of a Semirigid Polyion Complex Nested in a Polycationic Hydrogel, Advanced Materials, 2009, 21, 4696-4700.

6. Z.L. Wu, A. Buguin, H. Yang, J.-M. Taulemesse, N.L. Moigne, A. Bergeret, X. Wang, P. Keller, Microstructured Nematic Liquid Crystalline Elastomer Surfaces with Switchable Wetting Properties, Advanced Functional Materials, 2013, 23, 3070-3076.

7. S. Gan, Z.L. Wu*, H. Xu, Y. Song*, Q. Zheng, Viscoelastic Behaviors of Carbon Black Gel Extracted from Highly Filled Natural Rubber Compounds: Insights into the Payne Effect, Macromolecules, 2016, 49, 1454-1463.

8. Z.L. Wu, R. Takahashi, D. Sawada, M. Arifuzzaman, T. Nakajima, T. Kurokawa, J. Hu, J.P. Gong*, In Situ Observation of Ca2+ Diffusion Induced Superstructure Formation of a Rigid Polyanion, Macromolecules, 2014, 47, 7208-7214.

9. Z.L. Wu, M. Arifuzzaman, T. Kurokawa, H. Masunaga, H. Furukawa, J. P. Gong*，Supramolecular Assemblies of a Semirigid Polyanion in Aqueous Solutions, Macromolecules,2013, 46, 3581-3586.

10. Z.L. Wu,D. Sawada, T. Kurokawa, A. Kakugo, W. Yang, H. Furukawa, J.P. Gong*, Strain-Induced Molecular Reorientation and Birefringence Reversion of a Robust, Anisotropic Double-Network Hydrogel, Macromolecules, 2011, 44, 3542-3547.

11. Z.L. Wu, T. Kurokawa, D. Sawada, J. Hu, H. Furukawa, J.P. Gong*, Anisotropic Hydrogel from Complexation-Driven Reorientation of Semirigid Polyanion at Ca2+ Diffusion Flux Front, Macromolecules, 2011, 44, 3535-3541.

12. Z.L. Wu, A. Buguin, H. Yang, J.-M. Taulemesse, N.L. Moigne, A. Bergeret, X. Wang, P. Keller, Microstructured Nematic Liquid Crystalline Elastomer Surfaces with Switchable Wetting Properties, Macromolecules, 2010, 43, 8203-8208.

联系方式：

浙江大学玉泉校区高分子大楼413室，杭州310027

电话：0571-87953075

E-mail：wuziliang@zju.edu.cn

个人主页：http://mypage.zju.edu.cn/wuzl

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     10月18日下午，浙江大学吴子良研究员在生化楼H424会议室分别为材化学院师生做了一场精彩的题为“高分子水凝胶可控变形与成型加工”的学术报告。学院院长李学锋教授主持了讲座，部分教师、研究生和16、17全体高分子创新班学生参加了讲座，并在会后进行了深入的学术讨论和交流。
吴子良研究员通过调控组成及应力分布，实现了凝胶的三维可控形变，之后讨论了通过聚合和凝胶化分离，实现了水凝胶的成型加工，制备了高强度的水凝胶薄膜与纤维，最后将这些方法推广到了其他体系中，有着较高的研究价值。讲座后，吴博士还就与会教师、研究生感兴趣的问题进行交流，营造了良好的对外交流与学习氛围。

zihaogan

 冰主要由正六面体结构的晶体颗粒组成，通常条件下呈现脆性行为。虽然冰在非常低应变率载荷下表现出一定的塑性行为，但是无法像金属一样具有优良的韧性。因而除了冰屋以外，极少被考虑作为一种工程结构材料。

  该研究发现，含水量高达88%的水凝胶材料在冰冻条件下，受压缩时不仅展现出优异的韧/塑性，同时具有高的压缩屈服强度。冰冻条件下，该材料外观与冰类似，且拥有冰的大多数物理性能。当温度低于-25 ℃时，不仅具有高的压缩模量（~1 GPa)和压缩屈服强度（~20 MPa），而且在很宽的低温范围以及高应变率条件下，具有优良的韧性来承受多种大变形（比如弯折、扭转和加工成形等）。此外，该“韧性冰”还能被反复使用，低温下的塑性变形在室温下能完全恢复。该研究对于发展低成本、环境友好型、应用于低温领域且具有高强度高韧性，以及可重复使用的工程结构材料，具有重要的启发。

图1. “韧性冰”的高韧/塑性、大变形以及可重复使用特性。(a) 室温24 ℃下含水88% 的CA/PAAm 水凝胶 (b) -25 ℃冰冻CA/PAAm水凝胶 (c) -25 ℃环境温度下，承受大压缩变形的冰冻CA/PAAm水凝胶（d）温度恢复至室温后压缩力学性能的比较（e）再次重复冰冻后低温压缩力学性能比较。

  为了使冰在宏观破坏之前呈现塑性变形，在材料内部出现大的裂纹之前需要先通过塑性流动或者微裂纹引起非线性大变形，且该塑性流动需以非局部性形式被稳定和限制。针对冰易碎的特性，曲绍兴教授研究组和合作者通过引入少量的高分子网络（高含水量的水凝胶）来约束冰晶颗粒大小的形成，较小的冰晶颗粒（~2 μm）对于裂纹的扩展不那么敏感，而聚集的高分子链又由于结合水的低冰点特性能承受较大的变形。当外载荷引起内部冰晶剪切带形成，这种柔软而灵活的高分子网络可以抑制剪切带的扩展，高分子网络被拉伸增强以后又能限制剪切带的进一步流动，从而使得材料能承受大变形而不产生宏观破坏裂纹，展现出良好的压缩塑性。

  通过一系列低温压缩试验，该研究发现“韧性冰”不仅具有和自然冰同一数量级的模量，还能在高应变率条件下（>10-3 s-1）承受自然冰无法承受的高压缩载荷，以及承受大的压缩变形。在-45℃时，屈服强度高达40 MPa。这意味着一个饮料瓶盖面积大小的样品，可以承载两辆小汽车的重量，而这是自然冰不能做到的。当其压缩变形达70%时，应力可达100MPa，而材料仍未破坏或出现宏观裂纹。

  以上相关成果发表在Extreme Mechanics Letters。论文第一作者为浙江大学航空航天学院已毕业硕士生饶平（日本北海道大学博士，现为南方科技大学博士后），共同第一作者为浙江大学航空航天学院李铁风教授、浙江大学高分子系吴子良研究员，通讯作者为浙江大学航空航天学院曲绍兴教授，浙江大学航空航天学院杨卫院士和博士生杨栩旭、南方科技大学洪伟教授、纽约城市大学虞洪辉副教授、马来西亚理工大学Tuck-Whye Wong为论文共同作者。

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.eml.2019.02.008

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图案化复合水凝胶可控三维变形及其在柔性电子中的应用基础研究
批准号        51973189       
项目负责人        吴子良       
依托单位        浙江大学
资助金额        61.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日