以三醋酸纤维素(TAC)为原料,并利用模具成型与溶胶凝胶方法,成功制备了Z箍缩准球形负载用球形及椭球形超低密度TAC气凝胶靶材料.研究了TAC溶胶凝胶化过程中光透过率随温度的变化,确定了球形与椭球形TAC气凝胶模具成型最佳凝胶化温度控制范围.TAC气凝胶微结构的扫描电子显微镜表征结果表明,该气凝胶材料结构为20~40 nm的纤维丝交错形成具有纳米孔洞的三维网络微结构;TAC气凝胶的热分析结果表明,TAC气凝胶的热分解性能与其原料接近,热分解起始温度约为320 ℃.目前该材料已成功应用于Z箍缩准球形负载物理实验中.

以聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)为泡沫骨架材料,金颗粒为掺杂材料,均四甲苯与萘为混合溶剂体系,通过热诱导倒相技术制备出金掺杂低密度聚合物泡沫.实验结果表明:在金含量不变的情况下,掺杂泡沫的实际密度与理论密度呈线性关系;在理论密度不变的情况下,掺杂泡沫的实际密度随掺杂质量分数的增加趋近于理论值;金实际掺杂质量分数低于理论掺杂质量分数;掺杂泡沫与纯PMP泡沫具有类似的孔洞结构,随掺杂质量分数的增加泡沫的孔洞直径分布变宽且网络骨架尺寸有变大的趋势.

利用微流控技术实现了毫米量级多元丙烯酸酯(TMPTA)空心泡沫微球的制备。通过对微流体通道的设计与流场分析, 获得了具有最佳流场均匀性分布的Y型微流控通道；利用软模板技术实现了Y型通道微流控芯片的组装, 并开展了TMPTA泡沫微球的结构控制研究。研究结果表明: 在模板尺寸一定的情况下, 能够通过调节各相流速实现对微球壁厚和直径的有效控制；微球壳层密度可通过控制单体浓度来调节。通过优化控制条件, 实现了密度20~100 mg/cm3、直径大于3 mm的空心泡沫微球的制备。

以乙醇、正丁醇和聚乙烯醇为水相表面活性剂，采用悬滴法测定了氟苯-水溶液体系的界面张力，观测了氟苯-水溶液体系的界面。实验结果表明：氟苯和去离子水相互饱和，氟苯-水体系界面清晰，氟苯液滴的形态和大小不发生变化;体系中界面张力与溶液中表面活性剂浓度间的关系遵守Langmuir-Szyszkowski方程;Sternling和Scriven的界面稳定性判据适用于实验中的氟苯-水体系的界面稳定性判定。

采用后重氮偶合法，合成了一种新型含咔唑类聚磷腈有机光折变材料。采用氢谱核磁共振法，红外光谱法，紫外-可见吸收光谱法，热重法和差示扫描量热法对该聚合物进行表征和分析，结果表明，该聚合物具有良好的热稳定性，在230 ℃开始分解，450 ℃时基本分解完全。UV-Vis表明波长在360 nm与570 nm之间的宽的吸收带是由于共轭长度的增加产生的，因此可以调整参加偶合反应的重氮盐比例，来控制偶氮生色团功能组分的接入含量。在未使用外加电场及事先极化的条件下对聚合物进行了二波耦合与四波混频实验，证明了聚合物的光折变特性。得到聚合物P-2和P-3的二波耦合增益系数分别为38 cm-1和53.6 cm-1，聚合物P-2和P-3的四波混频衍射效率分别为2.7%和8.1%。

采用相界面跟踪（VOF）数值模拟方法，研究了轴流型微流控芯片中流速比、界面张力、粘度等对乳液粒子粒径的影响。模拟结果表明:乳液粒子粒径与流速比的对数存在线性关系，在一定范围内，当流速比增大时，粒径变小；当界面张力小于0.025 N/m时，乳液粒径随界面张力增大而增加，当界面张力超过0.03 N/m时，乳液粒径变化趋于平缓；分散相粘度对乳液粒径的影响甚微。以聚乙烯醇（PVA）水溶液为连续相，二乙烯基苯（DVB）溶液为分散相，采用自制的聚二甲基硅氧烷（PDMS）轴流型微流控芯进行了DVB乳液粒子成型实验研究，获得了0.5~3.0 mm的DVB乳液粒子。

针对短脉冲激光打靶用溅射防护聚合物薄膜做了初步研究。研究了氟化乙丙共聚物(FEP)、全氟烷氧基共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物三种厚度均为25 μm的聚合物薄膜的透过率,结果表明FEP薄膜在355 nm处光透过率达93%,有望用于激光打靶的溅射防护。进一步对FEP聚合物薄膜的波前畸变、激光损伤阈值进行了研究,结果表明80 mm的聚合物薄膜在632.8 nm处的透射波前畸变的峰谷值(PV值)为波长的1.006倍;在采用输出波长355 nm,脉冲宽度9.3 ns的Nd:YAG激光为照射光源波长处,薄膜零损伤概率时的最高激光能量密度为10.35 J/cm2, 100%损伤概率时的最低激光能量密度为11.48 J/cm2。

为观测和分析铜掺杂聚-4-甲基-1-戊烯(PMP/Cu)低密度泡沫材料中铜颗粒的三维空间分布,采用高分辨X射线断层扫描技术,扫描PMP/Cu泡沫材料样品,对铜颗粒在聚合物泡沫中的分布进行了成像分析。经过图像处理和三维重构,获得铜颗粒在PMP聚合物泡沫中的三维立体分布图。结果分析显示:铜纳米粒子在PMP泡沫中存在团聚现象;不同尺寸的团聚物形态呈现出明显的多样化特征,小颗粒团聚物趋于球形,大颗粒团聚物趋于不规则的短木棒状,与在电子显微镜下直接观测到的结果一致。研究表明,该技术可以在不破坏样品的前提下,实现对有机聚合物泡沫材料中掺杂金属颗粒空间分布情况的直接观测。

将二氧化硅(SiO2)微球为模板材料分散在聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)溶液中, 通过对流自组装方法将其涂覆于基片上, 经过热致相分离(TIPS)过程形成含SiO2微球模板的PMP薄膜, 然后通过氢氟酸(HF)溶液腐蚀除去SiO2微球, 获得了具有规则多孔结构的PMP聚合物薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)对含SiO2微球的PMP薄膜以及除去SiO2微球后的PMP多孔薄膜的微结构进行了表征。研究结果表明: SiO2微球在聚合物中呈有序排列, 腐蚀除去SiO2微球后PMP薄膜有效复制了SiO2微球形成的有序结构, 形成了有序多孔PMP薄膜。