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7月18日,记者了解到,界面材料研究领域顶级期刊《ACS Applied Materials
Interfaces》在线发表武汉工程大学郭嘉教授课题组法籍专业教师Yoann de
Rancourt de
Mimérand博士在3D打印复合材料应用于光催化领域的重要研究进展。论文题为”Photoactive
hybrid materials with fractal designs produced via 3D printing and
plasma grafting technologies”,第一作者为Yoann de Rancourt de
Mimérand博士,第二作者为化药院2017级硕士研究生李昆;化工与制药学院为唯一通讯单位。

Yoann de Rancourt de
Mimerand,男,1987年12月出生,法国国籍。武汉工程大学化工与制药学院教师,主要从事材料科学的研究。2007年本科毕业于法国克莱蒙费朗工程大学化学专业;2010年硕士毕业于法国勃艮第大学材料工程、分子化学专业双硕士;2013年博士毕业于法国蒙彼利埃大学材料化学与物理化学专业。2014年1月至12月在欧洲膜研究所从事废水处理方向博士后研究。主持研究项目:等离子体改性的3D”打印”聚合物接枝纳米氧化锌核壳粒子光催化产氢的研究。

《ACS Applied Materials
Interfaces》是界面材料研究领域顶级期刊之一,中科院JCR一区期刊,2019年影响因子8.15.

该论文旨在探索分形几何在材料科学领域的具体应用潜力。利用3D打印技术制造的聚合物分形结构,通过等离子体接枝技术,打印高度有序并提供重要表面积的基底用来固定纳米催化剂颗粒。探究了分形金字塔和分形锥体两种分形单元,对分形金字塔进行了大量的表征,多种复杂的上层结构通过分解单元得到进一步研究。基于上述理论模型,利用计算机辅助设计(CAD)对三维结构进行了设计。在CAD模型的基础上,采用熔融沉积技术以聚乳酸为耗材”打印”具有分形结构的多孔聚合物基质。采用核壳合成和等离子体接枝相结合的方法,成功地将纳米氧化锌包覆在聚乳酸基底上。提高了催化剂的催化表面与反应介质的接触面积,从而提高光催化产氢的产量。

该研究的创新点及其科学意义在于利用氧化锌光催化活性产氢气;设计并3D”打印”具有分形结构的聚合物基质,增加光催化反应面积;首次结合核壳技术、等离子体接枝技术以及3D打印技术获得了功能化的复合物。从几何、尺寸和微观结构对光催化剂进行了改进,从而提高产氢气的效率。