华南理工大学材料学院高分子材料科学与工程系张广照教授

jianchi

张广照，华南理工大学教授。本科毕业于四川大学高分子材料系(1987)，在复旦大学高分子科学系获博士学位(1998)，香港中文大学(1999-2001)和美国麻省大学(2001-2002)博士后。2002年任中国科学技术大学化学物理系教授、合肥微尺度国家实验室（筹）研究员。2010年起任华南理工大学材料科学与工程学院教授。2007年获国家杰出青年基金，2013获聘教育部“长江学者”特聘教授。目前他是国际海洋材料保护研究常设委员会(COIPM)委员,中国材料研究学会高分子材料与工程分会副主任，先后担任Macromolecules (2012-2014), ACS Macro Letters (2012-2014), Macromolecular Chemistry and Physics,Chinese Journal of Polymer Science,《高分子材料科学与工程》等期刊编委。他长期从事高分溶液与界面的工作，包括大分子构象行为与相互作用的基础研究，以及海洋防污材料、岩土工程材料的应用研究。


张广照
所在系所：        高分子材料科学与工程系
职  称：        教授
研究领域：        海洋防污高分子材料、聚合物混凝土、聚电解质
教育部“长江学者”特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、973计划首席科学家、广东省高等学校“珠江学者”特聘教授
招生专业
高分子化学与物理
材料学（高分子材料方向） 高分子化学与物理
材料学（高分子材料方向） 材料工程
通信方式
通信地址：        广州市天河区五山路381号华南理工大学材料学院
邮政编码：        510640
办公地点：        25号楼
办公电话：        22236373
电子邮箱：        msgzzhang@scut.edu.cn
移动电话：        http://www2.scut.edu.cn/pim/
教育与工作经历
1983-1987, 四川大学高分子材料系，工学学士
1987-1990, 中国科学院广州化学研究所，理学硕士(专业：高分子化学与物理)
1990-1995, 中国科学院广州化学研究所，研究实习员和助理研究员; 从事高分子灌浆材料的研究与应用
1995-1998, 复旦大学高分子科学系，理学博士(专业：高分子化学与物理)
1999-2001, 香港中文大学化学系，博士后
2001-2002, 美国麻省大学(埃默斯特)高分子科学与工程系，博士后
2002-2010,  中国科学技术大学化学物理系，教授; 合肥微尺度物质科学国家实验室，研究员
2010开始,  华南理工大学高分子材料科学与工程系, 教授


科研与教学情况
教育部"长江学者"特聘教授, 国家杰出青年基金获得者, 科技部重大研究计划项目首席科学家, 中国科学院“百人计划”获得者。中国材料研究学会高分子材料与工程分会副主任；广东省化学会高分子化学专业委员会主任；食品胶体与生物技术教育部重点实验室学术委员会副主任。Macromolecules (2012-2014), ACS Macro Letters (2012-2014), Macromolecular Chemistry and Physics,Chinese Journal of Polymer Science,《高分子材料科学与工程》顾问编委。
长期从事“高分子溶液与界面”方面的研究工作，包括：“高分子构象与相互作用”的基础研究，以及“海洋工程材料、岩土工程材料”的应用研究。主要学术贡献：
基础研究
(1) 较系统地研究了高分子的单链构象变化及氢键、疏水作用等因素的影响；在国际上最早将QCM-D技术用于高分子构象和溶剂化研究，确立了相关物理参数在高分子体系中的意义; 发展了微量量热技术, 建立了浓度和扫描速率外推求取平衡态热力学参数的方法 (被日本学者称为Method of Zhang)
(2) 在国际上最先发现了阴离子双键加聚和开环聚合的复合反应：杂化共聚 (Hybrid Copolymerization)
应用研究
(1) 在国际上最早将生物降解高分子用于海洋防污，开辟了海洋防污的新路径，相关材料已开始应用。
(2) 发展了高性能环氧和聚氨酯基岩土工程材料，并成功应用于高速公路、地铁、桥梁、水电大坝、民用建筑等工程的加固、修补、防水、防渗。
先后承担国家自然科学基金、科技部重大研究计划等多个项目。曾获冯新德高分子奖(2011), 中国化学会高分子科学创新论文奖(2009), 中国分析测试协会(CAIA奖)科学技术二等奖(2009和2011), 安徽省优秀博士学位论文导师奖(2009)。在Science Advances, Nature Communications, PRL, JACS, Macromolecules, J. Phys. Chem., Langmuir, Adv. Mater.等期刊上发表论文200多篇，授权发明专利12项。
专著：
(1) Liu GM, Zhang GZ, QCM-D Studies on Polymer Behavior at Interfaces, Springer 2013               
(2) 张广照, 金帆, 叶晓东, 洪良智(译), 《高分子溶液》, 科学出版社, 2014
(3) 张广照, 刘光明, 《石英晶体微天平：原理与应用》, 科学出版社, 2015
研究领域：
(1) 聚电解质的构象与相互作用
(2) 胶体与微生物的运动与相互作用
(3) 海洋工程材料
(4) 岩土工程材料
为本科生讲授 “物理化学”, “高分子物理”; 为研究生讲授 “高分子物理化学”, “高分子科学与工程进展”。
长期从事“高分子溶液与界面”方面的研究工作，包括：“高分子构象与相互作用”的基础研究，以及“海洋工程材料、岩土工程材料”的应用研究。主要学术贡献：
基础研究
(1) 较系统地研究了高分子的单链构象变化及氢键、疏水作用等因素的影响；在国际上最早将QCM-D技术用于高分子构象和溶剂化研究，确立了相关物理参数在高分子体系中的意义; 发展了微量量热技术, 建立了浓度和扫描速率外推求取平衡态热力学参数的方法 (被日本学者称为Method of Zhang)
(2) 在国际上最先发现了阴离子双键加聚和开环聚合的复合反应：杂化共聚 (Hybrid Copolymerization)
应用研究
(1) 在国际上最早将生物降解高分子用于海洋防污，开辟了海洋防污的新路径，相关材料已开始应用。
(2) 发展了高性能环氧和聚氨酯基岩土工程材料，并成功应用于高速公路、地铁、桥梁、水电大坝、民用建筑等工程的加固、修补、防水、防渗。
先后承担国家自然科学基金、科技部重大研究计划等多个项目。曾获冯新德高分子奖(2011), 中国化学会高分子科学创新论文奖(2009), 中国分析测试协会(CAIA奖)科学技术二等奖(2009和2011), 安徽省优秀博士学位论文导师奖(2009)。在Science Advances, Nature Communications, PRL, JACS, Macromolecules, J. Phys. Chem., Langmuir, Adv. Mater.等期刊上发表论文200多篇，授权发明专利12项。
专著：
(1) Liu GM, Zhang GZ, QCM-D Studies on Polymer Behavior at Interfaces, Springer 2013               
(2) 张广照, 金帆, 叶晓东, 洪良智(译), 《高分子溶液》, 科学出版社, 2014
(3) 张广照, 刘光明, 《石英晶体微天平：原理与应用》, 科学出版社, 2015

fenglaixi

海洋生物污损是一个全球性的问题, 涉及能源、环境、国防等重大国家需求，与海洋强国、一带一路、军民融合等国家重大战略相关。它是海洋开发、海洋工业无法回避和必须解决的问题。目前, 防污涂料是防治海洋生物污损最方便、有效和经济的策略, 它作为船舶涂料中最为重要的品种之一，是船舶涂料企业产品核心竞争力的关键所在。而其核心技术-高分子树脂，不仅仅作为涂层的基体以及防污剂的载体，还会直接影响涂层的性能并控制防污剂的释放，决定着其防污性、环保性、使用寿命等等，是海洋防污涂料中最为关键的基础材料。

目前基于聚丙烯酸锌、铜或硅烷酯的自抛光防污涂料是主导的防污技术，防污期效可达3-5年。但现有的自抛光防污涂料主要适用于远洋船舶，其性能的发挥对航期和航速都有一定的要求。这是因为现有自抛光树脂结构中只含有可水解侧基，导致其表面自更新依赖于强水流的冲刷，静态防污能力不理想。此外，现有自抛光树脂侧基化学结构对其影响较大，且其主链不可降解性导致水解后的树脂长期存在于海洋环境中，对海洋生态不利。更为重要的是，现有自抛光树脂技术长期被国外跨国公司所垄断。上述问题极大限制了我国船舶防污技术的发展和产业化进程。

华南理工大学海洋工程材料张广照教授长期从事环境友好海洋防污体系相关研究。近年来，围绕海洋防污涂料中的关键基础材料-高分子树脂开展了系列工作。针对传统自抛光树脂存在的系列问题，该团队在国际上首次制备了主链降解型自抛光树脂 (DSPC): 聚(己内酯-co-甲基丙烯酸硅烷酯)。该树脂不仅具备传统自抛光树脂的水解性侧基，还具有可降解的主链结构，能有效地协调侧基的水解性和聚合物的溶解性，成功突破现有技术抛光速率调控性差，静态防污能力弱的局限。特别是，该树脂可通过主链降解成小分子，不会造成海洋微塑料污染(Ind. Eng. Chem. Res. 2015, 54, 9559)。该树脂技术具有环境生态友好、动静态防污性能优异等优势，是对传统自抛光树脂的重要革新。

随后，该团队与法国土伦大学MAPIEM实验室合作，通过选择合适的硅烷酯单体开发了系列降解、水解速率可调的主链降解型自抛光树脂，以适应不同使用场合，并对树脂的聚合、降解及水解动力学进行了探讨，为DSPC的广泛应用打下了理论基础 (Polym. Chem. 2018,DOI: 10.1039/C8PY00052B)。           

图1. 聚酯-聚甲基丙烯酸硅烷酯共聚物合成路线图

近期，他们还将可水解转换的两性离子前驱体引入该体系，制备了主链降解型自抛光两性离子防污树脂，该树脂除了具备上述优势外，还可通过表面的水解反应产生超亲水两性离子表面, 并且其自生两性离子表面可通过主链的降解不断更新，即形成具有污损阻抗性的动态表面，具有优异的防污性能 (ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018,DOI: 10.1021/acsami.8b00962)。此外，该团队还拓展了这一领域，将可降解主链结构引入聚丙烯酸铜、聚丙烯酸锌制备了多种新型自抛光树脂。

图2. 主链降解型自抛光两性离子防污树脂及其抗污实验

据悉，上述系列主链降解自抛光树脂已申请中国发明专利12项 (授权6项)， PCT国际专利2项。近期该技术更是获得美国专利授权 (US 9701794 B2)，打破了美国、欧盟、日本等发达国家对该领域的长期技术垄断。目前已成功实现吨级中试，并在多艘船舶进行实船实验，防污效果优异。上述工作成功突破现有自抛光防污树脂的合成和应用技术，为发展具有自主知识产权的高性能防污涂料，加快我国船舶防污技术发展有着推动作用和重要的经济意义。

图3. 授权美国专利及主链降解型自抛光防污涂料海洋实验

参考文献：

1) Zhou X, Xie QY,Ma CF, Chen ZJ, Zhang GZ. Inhibition of marine biofouling by use of degradableand hydrolysable silyl acrylate copolymer.Ind. Eng. Chem. Res. 2015, 54, 9559-9565.

2) Xie QY, Ma CF, ZhangGZ, Bressy C. Poly(ester)-poly(silyl methacrylate) copolymers: synthesis andhydrolytic degradation kinetics. Polym. Chem. 2018, DOI:10.1039/C8PY00052B.

3) Xie QY,Xie QN, Pan JS, Ma CF, Zhang GZ. Biodegradable polymer with hydrolysis induced zwitterionsfor antibiofouling. ACS Appl. Mater.Interfaces, 2018, DOI:10.1021/acsami.8b00962.

4) Zhang GZ, Ma CF. Method for preparing main chain scission-type polysilyl (meth)acrylateresin and application thereof.US patent 9701794 B2.

fengli

杂化共聚反应

张广照
华南理工大学材料科学与工程学院　广州 510640
作者简介: 张广照，男，1966年2月生，华南理工大学材料科学与工程学院教授. 1987年本科毕业于四川大学高分子材料系，1998年在复旦大学获博士学位. 先后在香港中文大学(1999 ~ 2001)和美国麻省大学(2001 ~ 2002)做博士后研究. 2002 ~ 2010任中国科学技术大学教授，2010至今在华南理工大学工作. 获得荣誉包括国家杰出青年基金获得者(2007)，科技部重大研究计划项目首席科学家(2012)，教育部“长江学者”特聘教授(2013)，国际海洋材料保护研究常设委员会(COIPM)委员(2017). 先后担任中国材料研究学会高分子材料与工程分会副主任，广东省化学会高分子化学专业委员会主任；研究方向为高分子溶液与界面物理化学，在大分子构象与相互作用、高分子表征方法学、杂化共聚反应、海洋防污材料方面做出了原创性工作;

摘要: stringUtils.convertMathHtml(杂化共聚是具有不同可聚合基团的2种或2种以上单体的共聚合反应. 它颠覆了传统共聚的概念，因为传统共聚的单体必须具有相同的可聚合基团. 显然，杂化共聚为高分子合成提供了新路径.然而，由于具有不同可聚合基团的单体聚合机理不同、反应活性相差大，杂化共聚十分具有挑战性. 上世纪八十年代，先后出现了自由基开环杂化共聚和两性离子杂化共聚. 近年来，随着有机小分子引发/催化的发展，人们创立了阴离子杂化共聚和阳离子杂化共聚. 本文将介绍杂化共聚的进展情况.)

zaocan

报告题目：海洋防污材料进展

报告人：张广照教授

地点：化学与分子科学学院 化西贵宾室

时间：2018年10月18日(星期四)下午3：00

报告内容摘要：海洋微生物、动植物在海洋设施表面的粘附、生长形成海洋生物污损，它对海洋工业和海洋活动有深刻的影响。海洋防污是一个与能源、环境、国防等国家重大战略需求相关的课题，但也是一个国际性的难题。报告人从高分子溶液的基础研究出发，对海洋防污材料进行了十几年的研究，提出了“动态表面防污”的策略，研制了生物降解高分子基海洋防污材料并已开始应用。本报告将介绍相关工作。

报告人简介：张广照，教育部“长江学者”特聘教授 (2013)，国家杰出青年基金获得者(2007)。本科毕业于四川大学(1987)，复旦大学博士(1998)，香港中文大学(1999-2001)和美国麻省大学(2001-2002)博士后。2002年任中国科学技术大学化学物理系教授、合肥微尺度国家实验室（筹）研究员。2010年任华南理工大学材料科学与工程学院教授。目前担任国际海洋材料保护研究常设委员会(COIPM)委员, 中国材料研究学会高分子材料与工程分会副主任, 广东省化学会高分子化学专业委员会主任。先后任Macromolecules (2012-2014), ACS Macro Letters (2012-2014), Macromolecular Chemistry and Physics, Chinese Joural of Polymer Science,《高分子材料科学与工程》编委。主要从事高分溶液与界面方面的工作，包括大分子构象行为与相互作用的基础研究，以及海洋防污材料、岩土工程材料的应用研究。

xiagao

近日，瑞典百欧林 (Biolin Scientific) 科技有限公司总裁(CEO)Mattias Bengtsson, 百欧林董事会主席Peter Simonsbacka和百欧林亚洲区域总经理Vanilla Chen (陈俊燕)专程来到华南理工大学，为材料科学与工程学院张广照教授颁发QCM-D技术“杰出贡献奖 (Outstanding Contribution Award)”，以表彰其为QCM-D的发展和应用所做出的贡献。


QCM-D(即带耗散功能的石英晶体微天平技术)是在传统石英晶体微天平技术基础上，由瑞典的Bengt Kasemo等人于上世纪九十年代末年发展起来的一种新兴检测手段，现由百欧林持有技术产权。QCM-D可在纳克尺度上检测物理和化学变化中物质的质量和结构变化，从而反映其相互作用机理。2002年，张广照教授在中国科学技术大学任教期间，购买了中国大陆第一台QCM-D设备。当时国际上QCM-D的使用才刚刚开始，QCM-D参数在大分子体系中的意义尚不清楚。张广照教授在国际上率先确定了QCM-D中频率与耗散因子两参数在大分子体系中的物理意义(Macromolecules 2014)，即频率变化(Df) 对应大分子的溶剂化，而耗散因子变化(DD) 对应大分子构象变化，二者的关系则反映了溶剂化与构象变化的协同性。该工作奠定了QCM-D在高分子溶液与界面应用的基础。


之后，张广照教授将QCM-D用于高分子接枝、吸附、降解动力学、蛋白吸附等方面。在华南理工大学工作期间，他以QCM-D为基本表征工具成功研制了生物降解高分子基海洋防污材料，并在其大量数据基础上提出了“动态表面防污”的概念，开辟了海洋防污的新路径。正是在他和一些欧美学者的影响、引导和推动下，如今的QCM-D已广泛应用于材料、生物医用、化学、环境、农业、电子等各个领域，成为现代科研中有利的表征工具。

tuandui

6月11日上午，华南理工大学张广照教授应邀做客我院至真讲坛，在子良楼B4 会议室作了题为“海洋防污材料的现状与发展”的学术报告，并与学院相关专业师生进行了学术交流。


张老师首先介绍自己的科研经历，和大家分享了如何选择了研究方向，并如何从基础理论问题出发，与应用相结合，形成自己研究特色的经验。接下来，张老师结合自己的科研方向，介绍了海洋防污涂层材料和技术的发展以及目前所面临的瓶颈问题，重点介绍了自己团队在 “动态表面防污”和“降解防污”的等方面的研究成果，特别介绍了在传统材料研究基础上，逐步改变思路，成功将生物降解高分子用于海洋防污材料，从而开辟海洋防污新路径的历程。在报告中，张老师团队将高分子合成新方法成功用于合成可控降解高分子材料，应用到防污涂料并实现产业化的研究给在座老师和同学们留下了深刻印象。除学术内容外，张老师在报告中多次以自己和学生为例，建议大家要找准研究方向，结合国民经济重大需求，静下心、沉住气，形成自己特色和优势。


报告结束，张老师与学院老师和同学进行了讨论和交流，对老师和同学提出的问题进行了耐心的解答，场面热烈，大家纷纷表示受益匪浅。


      张广照，本科毕业于四川大学高分子材料系(1987)，在复旦大学高分子科学系获博士学位(1998)，香港中文大学(1999-2001)和美国麻省大学(2001-2002)博士后。2002年任中国科学技术大学化学物理系教授、合肥微尺度国家实验室（筹）研究员。2010年起任华南理工大学材料科学与工程学院教授。2007年获国家杰出青年基金，2013获聘教育部“长江学者”特聘教授。目前他是国际海洋材料保护研究常设委员会(COIPM)委员,中国材料研究学会高分子材料与工程分会副主任，先后担任Macromolecules (2012-2014), ACS Macro Letters (2012-2014), Macromolecular Chemistry and Physics,Chinese Journal of Polymer Science,《高分子材料科学与工程》等期刊编委。他长期从事高分溶液与界面的工作，包括大分子构象行为与相互作用的基础研究，以及海洋防污材料、岩土工程材料的应用研究。

shaonian

2022年4月15日，广东省委、广东省人民政府召开全省科技创新大会。大会颁发了2021年度广东省科学技术奖，我院2项成果获得广东省技术发明一等奖，分别是张广照教授团队完成的成果“动态表面海洋防污材料及配套防护技术”、任力教授团队完成的成果“高分子生物活性可控接枝技术及其在血液净化中的应用”。
     海洋生物污损是海洋微生物、动植物在海洋设施表面形成的生物垢，涉及能源、环境、国防等国家重大需求。以往我国在关键树脂方面缺乏知识产权，95%防污涂料为外企产品。张广照教授团队在国际上首次提出“动态表面防污”策略，并基于此发明了系列生物降解高分子基动态表面防污材料及配套防护技术，在静态、长效、生态友好防污方面取得突破。相关材料在海军舰船和民船、南海波浪能发电平台、海洋牧场等实现了规模化应用，产生了显著经济和社会效益。成果获授权中外发明专利31件，其中美国、日本、新加坡专利各1件，打破了国外防污技术的垄断，成果可应用于船舶、核电、海洋油气、海洋牧业等领域。