2. 聚合物纳米复合(或杂化)材料制备－界面调控－功能化
　　将聚合物与不同形状的无机材料(层状、管状、球状)在纳米尺度上进行复合是提高材料性能的重要途径。目前有插层、原位聚合和Sol-gel三种主要制备方法。其中的重要科学问题是聚合物与无机材料的界面相互作用，以及由界面作用诱导的微观结构。蒙脱土是典型的天然层状无机材料，与聚合物所形成的纳米复合材料分为插层型和剥离型两类，其中剥离型纳米复合材料被认为能最大限度地提高聚合物性能。研究表明，对于绝大多数聚合物/蒙脱土复合材料，有机改性蒙脱土是实现制备剥离型纳米复合材料的前提。在前人工作基础上，我们采用了三种新方法，调控聚合物-蒙脱土界面相互作用和两者相互分散过程，制备了剥离型聚合物纳米复合材料。纳米层状硅酸盐的加入不仅能明显提高聚合物的物理机械性能，还能提高聚合物的阻隔和阻燃性能，从而进一步增强聚合物纳米复合材料功能化的程度。如少量的蒙脱土加入到聚合物中能大大地降低聚合物燃烧过程中的热量释放速率和质量损失速率，在此基础上若再加入少量成炭催化剂，利用燃烧过程中聚合物本身成炭可进一步提高材料的阻燃性能。

　　3. 聚合物分子链的化学裁剪与资源有效循环
　　经过漫长的演化，地球内部形成了大量的碳资源，如石油、天然气和煤炭，它们为人类社会的发展做出了巨大贡献。随着石油化工技术的进步，石油资源正在被源源不断地开采、加工和应用，其中很大部分用于聚合物的生产，如合成聚烯烃等。与人类使用碳资源的速率相比，地球上的碳资源演化形成的速度几乎为零，其总数是恒定的。如果不能实现碳资源的循环利用，人类面临的未来是什么？从环境保护和可持续发展方面考虑，一方面要求化工产品的生产过程中尽可能减小污染，甚至没有污染；另一方面要求废旧化工产品，如使用过的聚烯烃，能够再生为有用的碳资源进行循环利利用。实现这一目标可以从两方面入手：1) 采用新技术，包括高效聚合催化剂和新聚合工艺，实现绿色生产；2) 将废旧聚烯烃通过化学裁剪成新的石油化工原料或转化为高附加值的新材料。其中的核心问题是选择合适的催化剂，实现可控化学裁剪。本课题组发现，通过纳米蒙脱土与结碳催化剂的有效组合，在一定条件下可以将聚烯烃转化为纳米结构碳材料，如：碳纳米管，利用这种方法可以将回收聚烯烃转化为纳米碳材料。