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一、晶体工程
材料的晶体结构决定了其广泛的物理性质,如溶解度、生物利用度和颜色。
例如,药物的有效性取决于所用的晶体形式。由于分子可以以多种不同的晶体形式存在(例如多晶型、盐、共晶体),给定化合物可能具有一系列性质。晶体工程的研究重点是理解控制不同晶体生长的分子水平过程,以及如何利用这些知识设计和创造具有理想性质的新材料。
这涉及到实验(结晶、晶体结构测定、性质测量)和计算研究(分子间相互作用的计算、晶体环境效应的预测、分子与晶体表面的相互作用)的结合。
二、功能材料
布拉德福德大学的材料研究人员正在为一系列应用准备一系列新材料。这些包括金属有机框架(MOFs)—— 一种有前途的新型材料,可用于气体储存、碳捕获、分离、催化和药物输送。
我们在布拉德福德大学的团队已经与无机材料合作了一段时间。我们在这一领域的特别兴趣是开发具有高稳定性的 MOFs,以实现不同的实际应用。仿生簇:多核簇配合物在自然界中无处不在,并在不同酶的许多活性中心中发挥关键作用。我们感兴趣的是开发用于催化水分解反应的仿生配合物。分子基磁体:我们对顺磁性金属离子的多核配合物的合成和磁性研究感兴趣。它们通常表现出有趣的磁性性质,并可以根据不同金属离子之间的磁相互作用表现为单分子磁体(SMM)。SMM 是一类材料,可能导致开发非常高密度的数据存储设备。
三、纳米科学
在过去十年中,探索纳米尺度世界并揭示其秘密的追求是许多新的和迷人发现背后的驱动力。“小”(纳米尺寸)材料具有特殊性质,因此可以通过尺寸控制来 “调整” 性质。例如,在右边我们可以看到不同大小的硒化镉(CdSe)量子点,从左边最小的尺寸(绿色)到右边最大的尺寸(红色)。
重要的是,新的纳米材料可以被智能地设计、合成和操纵,以在一系列应用中充分发挥其潜力。化学与生物科学学院的研究重点是合成、修饰、表征和测试由各种纳米材料(金属、金属氧化物、二元和三元组分半导体)组成的器件,对表面进行化学修饰,以便将它们放入一系列器件架构中,并设计新的纳米材料。研究工作的很大一部分致力于制造用于清洁和高效能源转换(高效发电的光伏和热电)的基于溶液的纳米材料,以及探测其电子结构并观察电荷如何通过这些系统移动。
其他研究专注于开发用于药物输送和医疗应用的下一代纳米材料。先进药物输送系统的开发可以提高现有药物的治疗效果,减轻其副作用,从而降低成本。这项研究的目的是创造具有靶向释放特性的新一代纳米药物,并开发纳米医学应用来治疗和诊断疾病,并提供更好的成像。该策略是共同应用材料化学、物理化学、分析化学和药物化学来精确控制纳米材料的尺寸、形态、表面、组成和结构。
四、聚合物
我们的工作重点是功能聚合物的合成、表征和性质。
聚合物和生物医学设备行业的大部分部门有着良好的合作关系。功能聚合物是通过多种方法生产的,包括自由基聚合、阳离子聚合和开环聚合,以及逐步增长技术,如聚氨酯合成。我们还广泛利用分散介质中的反应,如乳液聚合。我们与工程学院的聚合物 IRC 先进材料工程和聚合物微纳米技术 RKT 中心以及生命科学学院的化学和结构分析中心(分析中心)密切合作,将新聚合物纳入先进材料中。
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