近日，三名本科生吴诗婕、段嗣东和Soham Das，在昆山杜克大学材料科学助理教授张坦博士的指导下，合作完成的研究论文《通过界面引发的室温聚合合成丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物》发表在国际知名期刊《反应化学与工程》（Reaction Chemistry & Engineering）上，并成为该期封面文章。
这项研究发现了一种更环保的技术来制造高性能塑料。它聚焦于如何通过一种创新的界面引发聚合方法，在20，40和60摄氏度的乳液和乳液凝胶中合成丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）。通过一种叫AIBN的化学物质在油水界面上的分解，可以在室温下成功进行聚合反应。而加入二氧化硅颗粒后可以使这个过程变得高效，甚至在较低温度下也能得到超高分子量的ABS塑料。
研究团队发现，在传统高温聚合体系中，加入一定量的表面活性剂水溶液（以下简称“soap”），形成具有稳定的油-水界面的乳液。在室温下，引发剂分子可以自发且高效地在这些乳液界面上分解并产生自由基，从而将聚合反应温度由60摄氏度降至室温20摄氏度。如果提高乳液粘度，形成乳液凝胶，则可稳定油-水界面，进一步提高室温聚合的效率。这意味着聚合反应将不再需要加热，只需要加入一点点soap，就可以起到“点石成金”的效果，在室温下将原料转化成高分子材料。
该研究的另一亮点在于，室温聚合不仅可以降低能耗，而且其生产的高分子材料也具有更好的性能。以在汽车内饰中广泛使用的ABS材料为例，相对于传统高温聚合的产品，通过室温聚合得到的ABS材料不仅具有一样的强度和硬度，其在抗冲击，热稳定性和可靠性上有更好的表现。
因此，通过加入soap催化的室温聚合，不仅更加绿色环保，有利于节能减排，而且还能生产性能更好的高分子材料，真正做到既便宜又环保，省时省工性能好。
这一成果不仅为高性能聚合物材料的绿色生产提供了新思路，也为减少能耗、提升环保效益开辟了新的途径。
大多数高分子材料是通过自由基聚合方式合成。在传统工业生产中，自由基往往需要加热到较高温度（60摄氏度以上）才能通过特定分子（如热引发剂）分解产生。这些化学分子在室温时很稳定，不会生成自由基。因此通过自由基聚合生产高分子往往必须要将整个反应釜加热并维持在60摄氏度以上。然而，这种高温聚合方法不仅能耗巨大，还对环境产生不利影响，在提倡低碳减排，绿色创新的大背景下，高温自由基聚合就显得非常“不合群”。
吴诗婕目前就读于弗吉尼亚大学。她在昆山杜克大学就读期间和张坦教授开始进行这项研究。她表示：“这次经历最重要的是帮我完成了从0到1的跨越，积攒了宝贵的科研经验，提升了相关的能力，让我得以把握更多机会。更难能可贵的是，在昆杜，每一位教授都很乐意‘护送’我们通过旅途开始最艰难的这个阶段。所以遇到自己心动的科研机会，一定要主动并且自信地迈出第一步。”
段嗣东是2026届材料科学与工程专业本科生，他在大一的时候就申请成为张坦教授的研究助理，在之后的时间里一直跟着张坦教授做课题。对于那些对科研感兴趣但还没有开始尝试的学弟学妹们，他认为，应该主动出击，不要等待机会降临。
“主动在官网上了解自己感兴趣的教授的研究方向，通过邮件联系教授，表达自己的兴趣和意愿，这是开始研究旅程的第一步。一定要抓住机会，勇于尝试。”
Soham Das是2026届材料科学与工程专业本科生。他通过暑期研究学者项目加入了张坦教授的科研团队。他表示，“张坦教授实验组的科研环境与氛围非常好，他鼓励学生像博士生一样独立工作，给我们提供了更多的灵活性，允许学生根据自己的时间表自由安排研究时间，但同时又对学生的需求和问题总是能够迅速响应。”
Das补充说，“张坦教授还给我们创造了一个无压力的研究环境，我们不需要担心因为犯错而受到责备，而是被鼓励从错误中学习和成长。”
张坦教授的研究重点是聚合物，胶体和纳米科学的交叉点。他的研究聚焦于工业的可持续低碳解决方案，包括但不限于节能催化剂、可回收材料、塑料废物升级再造和生物基可降解材料。他还对开发高性能柔性电子产品感兴趣。张坦教授的教学兴趣包括高分子科学、材料科学和基础化学。
张坦教授作为论文的指导老师和通讯作者，对于学生们取得的成就表示欣慰，“昆山杜克大学为学生提供了绝佳的研究环境、机会和资源，让学生们在大一的时候就可以参与到科研中来。我很高兴看到我们的学生能在科研过程中有自己的新发现，甚至可以对我的观点提出质疑。”
“我希望在毕业的时候，这些学生可以成长为独立的研究人员，不仅仅是执行任务，而是能够提出自己的想法和见解。”
本科生直接参与科研，是昆山杜克大学通识博雅本科教育的一大特色。学校为本科生提供了大量参与教授科研课题或独立科研的机会及设备和资金支持，使学生从大一开始即可参与开展高质量的研究项目，包括参与教授科研，暑期研究学者（SRS）项目，学生体验式学习（SELF）以及标志性成果（Signature Work）。
根据已发布的前两届本科毕业生升学就业报告的不完全统计，除了按照课程体系要求完成个人科研课题之外，前两届本科毕业生中已有大约90人次在本科阶段就在国际知名期刊或国际顶级学术会议上发表科研论文。学生在进行跨学科研究、运用所学知识的同时，系统掌握科研方法和分析工具，并提升自己在沟通、合作和解决问题等方面的能力，为未来的深造或职业发展打下坚实的基础。
