乳液聚合是通过自由基聚合制备高分子材料的主要技术之一。任何不溶于水的单体均可通过乳液聚合生成高分子。全世界每年至少有2000万吨高分子，如丁苯橡胶，聚四氟乙烯和ABS树脂，通过乳液聚合方式生产。乳液聚合通常采用偶氮类，过氧类或过硫酸盐化合物作为引发剂，在较高温度下（60℃以上）分解生成引发聚合反应的自由基。然而，高温化学反应会消耗大量能源，导致碳排放增加。根据美国能源部的数据，每年消耗在聚合反应中的能源占到整个工业界能耗的6%。目前，利用紫外线，伽马辐射，及低温引发剂等方式引发的室温聚合受设备，成本和安全措施的限制，难以达到大规模工业生产的要求。因此，在低碳减排背景下的高分子产业亟需一种高效低成本的绿色室温聚合技术。

张坦课题组及其合作团队长年致力于室温聚合的绿色催化技术方面研究。他们发现，在室温无光且不引入其他催化成分的前提下阴离子活性剂是什么，油溶性和水溶性的引发剂均可在乳液中自发分解产生自由基。其原因是乳液中由表面活性剂稳定的界面具有独特的催化活性，即界面催化。在乳液界面张力和表面活性剂的协同作用下阴离子活性剂是什么，分布在乳液界面上的引发剂分子的分解活化能显著降低。进一步研究发现，无论由阳离子阴离子活性剂是什么，阴离子还是中性表面活性剂稳定的乳液界面均能产生相近的催化效果。通过调控乳液体系粘度和表面活性剂浓度，可使界面催化效率大幅提高。单体转化率可在4小时内达到90%以上。由室温乳液聚合合成的聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量可达到1100 kg/mol且分子量分布指数低至1.3。这一发现，证实大部分乳液聚合实际上不需要加热即可自发完成，从而挑战了传统高分子化学观念中关于乳液聚合的描述。

乳液界面催化也可应用到纳米和生物材料的制备中。胶体系统的稳定性会由于体系温度的升高而降低。因此，胶体模板如高内相比乳液往往需要使用高浓度表面活性剂以稳定胶体结构阴离子活性剂是什么。当使用界面催化引发室温聚合时，胶体模版的稳定性在聚合反应过程中得到大幅提高。另外，对温度敏感的蛋白质和生物酶也可通过室温乳液聚合原位包覆到高分子微球中并保持其相应的生物活性。由界面催化的室温乳液聚合不仅可以降低生产能耗，而且可以为生物功能材料制备提供新的绿色合成路径。