主要研究方向

生物质分子工程中心(BMEC)从分子结构层面设计将可再生的农林生物质转化为有价值的化学品、聚合物、材料和能源;通过引进高层次人才来加强学科的发展、交流与合作;凝聚知名专家,凝练农林生物质资源利用的特色方向,打造一流创新平台。BMEC计划形成化学、高分子科学、材料工程等专业研究课题组。BMEC对不同生物质和与之相关的生物体系构筑的关键性挑战问题具有广泛兴趣,这些生物质包括纤维素、木质素、多糖等生物高分子以及植物油、酸类、酯类等分子生物质。

1. 生物质分子化学设计与改性
   以农林生物质资源为研究对象,利用分子化学工程手段,合成一系列衍生物、中间体以及单体。重点研究产率高,反应快,原子效率高,无污染,经济可行的化学反应。突破生物质原材料的结构复杂性,发展合成方法学。 这些小分子生物质产物的研究着重于具有广泛的应用。

2. 农林生物质高分子合成及结构与性能的关系
  在木质素、纤维素和植物油脂的分子重组、高分子合成及仿生弹性体领域做出开创性工作。主要包括但不限于以下方向:1)通过生物质分子工程手段,将桐油、蓖麻油及大豆油等来源丰富的油脂转化为一系列新型油脂基高分子,并开发多种功能性高附加值的生物质材料;2)通过模拟节肢弹性蛋白微结构,实现了油脂基高弹力弹性体的制备,该弹性体集高强度、高弹力和高延展性于一身;以纤维素和天然橡胶为原料,通过分子工程手段模仿皮肤的微结构,设计皮肤的非线性粘弹性的力学特征;3)对木质素和纤维素等生物质分子进行接枝改性,制备生物质基热塑性弹性体,研究第三代热塑性弹性体理论。

3、生物质纳米材料
     采用绿色方式将天然资源高分子机械解离成纳米晶或纳米纤丝。按照生命体内最细小结构单元的组装方式,在氢键或静电作用力下,纳米晶或纳米纤丝组装形成层状,手性,多孔或者胆甾相的结构-功能体。制备具有相分离的纳米复合材料,用无机纳米粒子掺杂生物质大分子增强复合材料的物理或化学性能。

4、生物质化学催化
对生物质大分子(木质素、纤维素)的解聚开展基础研究工作。重点利用化学催化定向降解生物质,形成用于可聚合单体的前体或生物能源化学品。在催化机理及催化剂的设计上争取取得突破。同时我们对合成生物学用于制备生物质分子和聚合物持合作开放的研究理念,认为合成生物学在不远的将来会为中心的科学研究带来积极的推动作用。



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