从综合实验教学到科研素质培养摘要：大学四年级是学生培养科研索质的关键时期。以综合实验粒径可控单分散高分子微球的制备及其自组装光子晶体结构色为例，介绍了在高分子专业综合实验教学中通过模拟科研步骤与过程，让学生潜移默化地提高科研素质的教学尝试。关键词：综合实验；科研索质；生物仿生中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324(2015)05-0263-02在本科生结束所有专业实验后，毕业论文设计实验开始之前，很多高校开设了大学综合实验，该课程将引领本科生正式进入科学研究的道路。综合实验涵盖了大学阶段所学的重要实验方法和技术，是学生的科研索质培养的重要环节［llo我们结合高分子材料专业学生的基础知识与厦门大学软物质与牛物仿牛研究院的特色研究方向，设计了粒径可控单分散高分子微球的制备及其自组装光子晶体结构色。这不仅综合运用了高分子化学实验技术，而且以合成绚丽多彩的蛋白石结构产品为冃标，有效激发了学生的科研兴趣，潜移默化地提高了学生的科研索质。一、教学步骤本实验模拟科研项目研究过程，设计了如下环节。1•实验准备和讲解。阅读相关中英文文献和实验大纲，自行设计基本的实验步骤，小组讨论后与指导教师共同确定实验计划。2.制备过程。本实验采用无皂乳液聚合制备不同粒径聚苯乙烯-内烯酸P(St-co-AA)微球，利用重力自组装和垂直沉淀组装法制备不同颜色光子晶体，比较不同组装方法对光子晶体质量的影响。3•表征。高分子微球组分：红外光谱(FTIR)可以对高分子微球的分了结构与组分进行表征。形貌:采用扫描电了电镜(SEM)观察样詁在微观尺度上的形貌，观察光子晶体的组装情况。粒径：动态光散射(DLS)可以测得微球的大小和粒径分布，SEM以观察并统计计算微球的粒径大小及分布。光子晶体光学性质：紫外可见分光光度计可以表征光子晶体的反射性质。4.实验总结。通过小组讨论，以公开答辩和撰写综合实验论文的方式,分析和讲述实验结果。二、实验冃的光子晶体结构色在生物中广泛存在，如蝴蝶的翅膀，孔雀的羽毛等[2-4]0本实验将利用高分子微球自组装方法制备光子晶体结构色，模仿生物光子晶体结构色。具体实验目的如下：1•掌握无皂乳液聚合的方法制备单分散粒径大小可控的高分子微球原理，通过改变共聚单体的量，制备不同粒径的微球。2•通过对高分子微球进行自组装，了解微球自组装原理，掌握高分子微球自组装方法。3.掌握自组装高分子微球光子晶体的结构及性能表征方法。三、实验步骤1•聚苯乙烯-丙烯酸P(St-co-AA)微球的制备。本实验采用无皂乳液聚合制备不同粒径聚苯乙烯-内烯酸卩(St-co-AA)微球，聚合以过硫酸鞍为引发剂，去离子水为分散介质，氮气为保护气体，机械搅拌为300转/分钟(rpm),通过改变丙烯酸的添加量控制微球粒径大小。由于苯乙烯容易自聚，在运输过程中需要加入阻聚剂，购买来的苯乙烯需精制。苯乙烯的沸点为145・2°C,为了防止在高温下苯乙烯自聚，需采用减压蒸馆，减压可降低苯乙烯的沸点。具体实验步骤如下：安装减压蒸慚系统，检杳系统漏气情况，方法是：关闭安全瓶上阀门，开始减压，压力稳定后，夹住连接减压泵的橡皮管，观察压力计所示系统压力是否减小，没有减少表示系统密闭性好。加入不耍超过蒸镭瓶的一半苯乙烯，开动油泵，调节毛细管导入的空气量，以能冒出一连串小气泡为宜。当压力稳定后，开始加热。液体沸腾后，应注意控制温度，并观察沸点变化情况。待沸点稳定时，转动多尾接液管接受镭分，蒸憾速度以0.5~1滴/秒为宜。蒸饱完毕，除去热源，慢慢旋开夹在毛细管上的橡皮管的螺旋夹，待蒸镭瓶稍冷后再慢慢开启安全瓶上的活塞，平衡内外压力，然示才关闭抽气泵。聚苯乙烯-丙烯酸P(St-co-AA)微球的聚合首先在500mL的四颈瓶中依次加入184mL去离子水、20g苯乙烯、不同量的丙烯酸(2.0g,2.2g,2.4g,2.6g,2.8g),通入氮气除去反应体系中的氧气，机械充分0.5小时混合后，开始升温。升温至70°C,将O.lg引发剂过硫酸钱溶解于4mL去离子水中，分别用2mL去离子水润洗烧杯二次，用1OmL注射器将8mL过硫酸鞍溶液快速注入四颈瓶中。反应7h后，冷却至室温。在得到的乳液中加入少量的氯化钠固体，震荡摇匀后，在13000r/min的转...