在国家自然科学基金委、北京市科技新星计划、中科院青年创新促进会和化学所的资助下，绿色印刷院重点实验室陈光明副研究员与多个大学和科研单位合作，近年来在聚合物基纳米复合材料领域取得了系列研究进展。

    应美国科学出版社的邀请，将早期相关研究结果进行总结，综述在G. Chen, “Polymer/Clay Nanocomposites” in Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, H. S. Nalwa,  2nd Eds., American Scientific Press: New York, 2011, 21, 251。

    在聚合物/碳纳米粒子复合材料方面，采用自行分子结构设计的新型Gemini表面活性剂，使碳纳米管（CNT）均匀分散在无规聚苯乙烯（aPS）基体中（Polymer, 2009, 50, 5787)，该结果被Carbon(2012, 50, 3-33)题目为“Surface modification for the effective dispersion of carbon nanotubes in solvents and      polymers”的综述论文作为典型实例在表3（CNT非共价键表面修饰）和表6（制备聚合物/CNT纳米复合材料）中引用；制备了CNT充分剥离并均匀分散的间规聚苯乙烯（sPS）/原始CNT复合材料（Carbon, 2010, 48, 1434）；发现并研究了该复合材料热压过程中出现的独特花形图案（RSC Adv., 2012, 2, 7964）；利用p-p相互作用，使EDOT单体在石墨烯(rGO)表面进行模板可控聚合，得到了PEDOT分子构象有序度较高且具有优异热电性能的PEDOT/rGO复合材料(J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 12393)，并被选为期刊前封面（图1）；得到了具有优异热电性能的PPy/rGO复合材料（RSC Adv., 2014, 4, 29281）。

    在层状双氢氧化物(LDH)的可控制备及其聚合物基纳米复合材料方面，发展了快速尿素水解法可控合成直径为亚微米尺度的LDH无机粒子，并建立了一步直接脱碳酸化的方法（RSC Adv., 2014, 4, 8686）；提出了一锅法水热合成硬脂酸盐插层LDH的制备方法（Appl. Clay Sci., 2013, 72, 206）；发现并研究了含原始LDH纳米片的胶体体系的发光功能性质（RSC Adv., 2014, 4, 19218; Ind. Eng. Chem. Res., 2013, 52, 11045）；并将层板内Eu3+掺杂与层间有机发光阴离子相结合，可调可控LDH的发光功能性（RSC Adv., 2014, 4, 7991）；将硬脂酸有机阴离子插层进入LDH层间，制备了具有高热稳定性能的PVC/LDH纳米复合材料（Polymer, 2008, 49, 3923）；采用有机紫外线吸收剂阴离子处理LDH，得到了具有优异耐紫外线功能的PET/LDH纳米复合材料（RSC Adv., 2013, 3, 6282; Appl. Clay Sci., 2013, 75-76, 114）。

    在光谱学研究聚合物纳米复合材料方面，提出了适用于聚酰胺6/粘土纳米复合材料纤维样品的线性衰减全反射(ATR)红外二向色性研究方法（Macromol. Rapid Commun., 2004, 25, 1121），研究了聚酰胺6的晶区和非晶区的取向结构；采用红外二向色性方法，研究了aPS/粘土纳米复合材料的剪切诱导有序结构及其在升温自组装过程中的取向变化（Macromol. Rapid Commun., 2000, 21, 746；J. Mater. Res., 2000, 15, 351）；研究了聚氨酯/粘土纳米复合材料薄膜在拉伸-回缩-再拉伸过程中，聚氨酯分子硬段和软段的取向变化（J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys., 2007, 45, 654）；从实验上证实了CNT对sPS/CNT纳米复合材料薄膜样品单轴拉伸过程中聚合物分子链段取向的影响（Chem. Commun., 2011, 47, 899）；并结合偏振拉曼光谱法和SEM技术，较深入地研究了CNT的取向变化以及sPS的主链和侧基的取向因子(f)的改变机制（Soft Matt., 2011, 7, 4039）；研究了sPS/CNT纳米复合材料熔融注塑样品皮-芯结构中sPS的取向结构变化（Ind. Eng. Chem. Res., 2012, 51, 11695）；采用原位变温FTIR技术，推导并提出了sPS介晶相的定量测量方法（RSC Adv., 2013, 3, 12631）。

    在水凝胶方面，前期将LDH-NO3首先剥离在甲酰胺中，进而制备了聚丙烯酰胺（PAM）/LDH纳米复合水分散体系，并研究了其溶胶-凝胶转变和流变行为（J. Mater. Chem., 2010, 20, 3869; Mater. Lett., 2009, 63, 1725），该结果被Prog. Polym Sci.（影响因子26.854）综述(2013, 38, 1442)作为典型例子介绍；近期，制备了不含有机溶剂的羟乙基磺酸插层的LDH(LDH-Ise)水凝胶，该水凝胶表现出良好的耐热、离心剪切力和酸/碱能力（RSC Adv., 2013, 3, 12021）；在此基础上，制备了LDH-Ise充分剥离并均匀分散的PAM/LDH纳米复合材料水分散体系和弱凝胶，并系统研究其流变学行为（J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 13593）。

最近，采用可水剥离分散的LDH-Ise，首次制备了具有优异力学性能的新型无溶剂PAM/LDH纳米复合水凝胶。该NC水凝胶不仅可以承受拉伸、弯曲、打结或压缩等变形，而且具有超级可拉伸性能：未经水膨胀的原始水凝胶的断裂伸长率高于4000%，经水膨胀处理后在整个拉伸机测试量程内不断裂（>6236%）。另外，原始水凝胶在拉伸过程中表现出异常的屈服行为，可能是由于其独特的微米-纳米多尺度网络结构引起的，经膨胀后屈服现象消失（图2）。该研究结果近期在Adv. Mater.上发表（Adv. Mater., 2014, 26, 5950）。

图1 PEDOT/rGO纳米复合热电材料与当期前封面

图2 PAM/LDH纳米复合水凝胶的超级可拉伸性能与微米-纳米多级网络结构