胶体悬浮液广泛存在于油漆、食品科学等领域，添加高分子是调控胶体悬浮液的结构和稳定性的一个重要且有效的手段，如何理解这些由高分子介导的有效相互作用具有重要的科学和实际意义。我们发展了Monte Carlo 新算法和巨正则自洽平均场理论，定量研究了处于良溶剂、溶剂和临界点附近的高分子溶液中的两个平行平板之间的相互作用力，我们发现在良溶剂中两个平板之间存在中程的排斥相互作用，而在临界点附近还存在长程的吸引相互作用。此外，对单一平板情况，随着高分子单体和平板的表面相互作用的增加，体系会发生一个从临界耗尽到临界吸附的转变。这一系列工作发表于Macromolecules, 2019, 52, 5777−5790；2020, 53, 8883−8888；2021, 54, 3790−3799。

高分子溶液中分子周围的水化膜可阻碍质点的相互聚集，水化膜的形成是决定其稳定性的主要因素，任何能破坏分子周围水化膜的形成均会影响高分子溶液稳定性。①脱水剂，如乙醇、丙酮等可破坏水化膜；②大量的电解质可因其强烈的水化作用，夺去高分子质点水化膜的水分而使其沉淀，这一过程称为盐析。

产生保护作用的原因是高分子吸附在胶粒的表面上，包围住胶粒，形成了一层高分子保护膜，阻止了胶粒之间及胶粒与电解质离子之间的直接接触，从而增加了溶胶的稳定性。在溶胶中加入适量的高分子溶液，可以显著地提高溶胶的稳定性，当受到外界因素作用时，不易发生聚沉，这种现象称为高分子浴液对溶胶的保护作用。当发生某些疾病使血液中的蛋白质减少时，减弱了对这些盐类(溶胶)的保护作用，微溶性盐类就可能沉积在肝、肾等器官中。

张朋飞，博士，现任东华大学先进低维材料中心特聘研究员。1983年12月出生，籍贯河南。2005年于天津大学获本科学位，专业是应用物理学；2011年6月于南开大学获物理学博士学位，专业是凝聚态物理。之后分别赴科罗拉多州立大学(2011.09-2014.09)、加州大学河滨分校(2014.09-2015.03)和加州理工学院(2015.04-2018.06)从事博士后研究。2018年6月加入东华大学先进低维材料中心。主要采用理论和计算机模拟研究聚电解质溶液和聚合物刷等各类高分子体系的结构、热力学和相行为等。

国家自然科学基金面上项目，聚电解质溶液的溶胶-凝胶转变和复合凝聚的理论研究，2021-2024

在疏液胶体中加入高分子，往往显著提高胶体的稳定性，称为高分子的保护作用。因其与高分子在质点表面上形成阻止质点聚结的吸附层有关，又称为空间稳定作用。工业上常利用高分子的保护作用制备稳定的分散体，尤其是浓分散系或非水分散系，例如油漆。

须超过一定浓度才起稳定作用，低于此浓度时,胶体的稳定性往往变差,对电解质更加敏感，此即高分子的敏化作用。某些高分子甚至能直接使胶体聚沉，这称为絮凝作用。

作絮凝剂使用的高分子可以是电性与胶体相反的高分子，也可以是不带电，甚至电性与胶体相同的高分子电解质。高分子絮凝剂的用量少、效率高，在合适的条件下还可以进行选择性絮凝，所以广泛用于净水、污水处理、矿泥回收等操作中。最常用的絮凝剂是部分水解的聚丙烯酰胺。

技术合作开发，产业化实施。

高分子溶液，胶体悬浮液，高分子吸附和耗尽，平均场理论，蒙特卡洛模拟

胶体悬浮液在油漆和食品科学等领域具有重要应用，而如何实现稳定均匀存在的胶体悬浮液是一个重要且有挑战的问题。我们这一系列工作揭示了如何设计高分子的链长、溶剂质量等来调控胶体悬浮液的稳定性的新机理，从而可为相应的工业应用提供指导性的建议。