学术环境

实验室现有建筑面积10000平方米，拥有一批材料微结构表征与宏观性能测试等仪器设备，在“材料结构与传递现象、材料制备的化学工程方法、材料的化学工程应用”三个研究方向上逐步显示了自己的特色与优势，形成了以3位院士为带头人，以青年博士生导师和海外归国博士为主体，年轻博士为骨干的研究队伍。

研究室

生物基材料研究室

以国家石油替代战略目标为导向，研究生物质为原料的大宗高分子基础原材料的制备技术，缓解材料工业对矿石资源过分依赖的局面。用生物化学的理论揭示生物高分子及单体的合成机理、生物高分子性能和工艺参数控制的关系。用现代化学工程手段，解决生物材料制备过程中的若干关键问题，使我国的生物基材料制备技术达到国际先进水平。

胶凝材料研究室

针对我国水泥生产资源消耗量大但有效利用率低下问题，本方向吸纳化学工程理论，通过对水泥制备中机理问题及熟料体系研究，突破传统的硅酸盐水泥熟料矿相体系，提高水泥熟料胶凝性，改善传统水泥制造工艺。本方向的研究可以在我国建立强度与耐久性兼优的高性能水泥材料新体系，实现水泥和水泥基材料的高性能化和生态化。

膜材料与膜过程研究室

针对我国过程工业中分离过程的高能耗和低效率问题，对无机膜材料的设计、制备与应用进行系统的研究，在理论上建立面向应用过程的膜材料设计与制备的理论框架，在方法上建立我国膜材料的设计技术平台和指标评价体系，在技术上解决若干对国民经济有重要影响的特种膜材料的微结构控制和膜形成的关键问题，使得我国无机膜材料制备技术达到国际先进技术水平，为我国无机膜领域的跨越式发展和在国家重大工程中的应用提供基础。

界面与分子模拟研究室

通过分子模拟、分子设计与构筑手段和必要的实验研究，在多尺度范围内揭示特定体系下材料结构、性能与制备的关系，以期构建材料化学工程的理论基础。通过研究在特定体系下材料微结构传递和反应物质与材料的相互作用规律以及这种作用规律与宏观环境的变化关系，建立材料的功能与微结构的定量关系；通过对材料微观/介观尺度下存在的基本规律的研究与实践，获得材料制备和应用过程中微观/介观层次的相结构及演变过程规律和机理。

材料与过程集成研究室

开展以新材料为基础的过程集成技术及相关基础研究，重点研究反应－膜分离耦合、膜催化反应器、反应－蒸馏等集成技术，探索反应与分离过程的协调机理，认识材料结构－过程应用性能之间的构效关系，实现物质传递与反应过程的匹配和调控，建立过程集成技术的基础理论，提高生产效率，使单位产品能耗更低、资源利用率更高、服务于国民经济建设。

科研领域

实验室面向国家重大需求和国际学术前沿，以建设材料化学工程领域高水平的科学研究、人才培养和学术交流基地为目标，围绕“用化学工程的理论与方法指导材料制备与加工过程”、“发展以新材料为基础的化工单元技术与理论”的学术思路，开展创新性应用基础研究，致力于解决制约我国过程工业可持续发展的能源、资源和环境等瓶颈问题，构建化学工程与材料学科交叉研究的平台。

研究方向一：材料结构与传递现象

研究思路是通过分子模拟手段和必要的实验研究，在多尺度范围内揭示材料结构、性能与制备的关系，并对过程设计、生产加工的流程进行模拟，构建材料化学工程的理论基础。在研究方向的选择上，研究材料的分子设计，通过模拟和实验研究揭示材料的结构－性能关系，从而实现根据最终产品的性能要求裁剪、构筑材料的分子结构的目的；通过研究材料微结构传递和反应物质与材料的相互作用规律以及这种作用规律与宏观环境的变化关系，描述微结构中的传递现象，建立材料的功能与微结构的定量关系；通过对材料微观/介观尺度下存在的基本规律进行研究，获得材料制备和应用过程中微观/介观层次的相结构及演变过程和机理，从而提供材料技术应用的理论依据，为新材料的制备与应用提供理论基础；对材料制备及应用中所涉及的与流体流动相关的各种宏观现象进行计算流体力学模拟，为材料制备和应用的工艺流程提供改造设计与创新设计。拟开展如下研究工作：

1）材料的分子设计研究

运用分子模拟、分子组装等技术开展新材料分子及表面结构设计与构筑研究，包括对微/纳米材料、无机/有机聚合物基杂化材料等的分子及表面结构进行设计与构筑，揭示材料结构－性能的关系，为材料的制备与应用提供理论基础。主要包括研究微/纳米材料可控制备新技术及相关科学基础理论，从量子、化学热力学及结晶动力学的角度，研究纳米材料的形成机理及微结构控制规律，建立材料制备加工过程－材料形态结构－材料应用性能之间的关系；研究微/纳米材料的表面修饰与构筑即微/纳米粒子的表面改性、微/纳米粒子表面与表面改性剂相互作用，改善微/纳米粒子表面的可润湿性，增强微/纳米粒子在介质中的分散性和相容性，特别研究具有超亲水、超疏水表面的微/纳米材料及其具有功能化生长的功能化微/纳米材料；针对有机－无机杂化材料制备与加工，研究无机材料表面改性机理及表面结构控制，以及与有机单体原位聚合、杂化过程机理，通过无机材料的表面设计和表面处理控制无机/聚合物复合材料的界面结构和行为，得到多种性能优良的多元多尺度复合材料，提高纳米杂化复合高分子材料的加工性能，探索其特异的光电等特异性能。