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材料学家相关的资讯

  • 记师昌绪院士:从材料科学家到战略科学家
    师昌绪:   材料科学家,1920年生于河北徐水,我国高温合金开拓者之一,领导研制我国第一个航空发动机空心铸造镍基高温合金涡轮叶片。曾任中科院金属研究所所长、中科院技术科学部主任、国家自然科学基金委员会副主任、中国工程院副院长等职。1980年当选中国科学院学部委员(院士),1994年当选中国工程院院士,1995年被选为第三世界科学院院士。   1月14日,人民大会堂铺着长长的红地毯,鲜花簇拥,喜气洋洋。一位九旬高龄的长者从国家主席胡锦涛手中接过2010年国家最高科学技术奖。他,就是著名的材料科学家、战略科学家、两院院士师昌绪。   之前,这个奖的得主也是一串显赫的名字——汉字激光照排系统创始人王选、杂交水稻专家袁隆平、数学家吴文俊、航天技术专家王永志……   战乱中成长:种下爱国种子   1920年11月15日,师昌绪出生在河北省徐水县大营村一个“忠厚传家久、诗书继世长”的大家庭。这个地方紧挨保定城和京广铁路,进入民国后不是战场,就是大兵过境,以致家道艰难。师昌绪有一个近40口人的大家庭,19世纪他祖父辈出过进士,他的父亲是清末秀才,既有浓厚的儒家思想,又有强烈的爱国意念 母亲出身于破落的官宦之家,知书达理,勤劳善良。在这个主要依靠土地且生活并不富裕的大家庭里,养成了师昌绪温良恭谦和对人宽容的性格。   因为地处保定一带,军阀混战,师老家又是大家庭,名声在外,经常要躲到地窖里面。特别是1931年“九一八”事变,那时候他刚上高小一年级。日本侵占沈阳的消息传来,全班学生包括老师在内大哭,感觉到要亡国了。从那时起,师昌绪就意识到中国必须要强盛起来。   七七事变后,他亲眼见到日本侵略者的飞机追踪中国老百姓扫射,乡亲父老惨遭屠戮的惨状。   师老说,他这一生的亮点之一是考上了河北省立保定第二师范学校——一个非常进步的学校。学校实行的是劳动生产教育,真正下地干活,每周四个半天,星期天都被占了,十分艰苦。所以他在中学时代养成了勤劳的习惯。当时日本占了东北以后又想华北自治,宋哲元将军领导抗日,用大刀和日本人作战,在古北口和喜峰口打败了日本人,因而学校每天早晨都练大刀,打形意拳,准备抗日。   1937年抗日战争爆发后,他随家人来到河南,入冀绥平津联合中学。1940年,师昌绪中学毕业,考入国立西北工学院矿冶系,开始了自己“科学救国、实业救国”的道路。   留学美国:打牢科学救国基础   1945年大学毕业后,师昌绪在四川和鞍山工作了3年,因国内战乱不已,他便于1946年考取出国资格,1948年到美国留学7年。   异国求学的历程对于师昌绪来说还算顺利:不到一年时间拿到密苏里大学矿业学院(美国三大著名矿业学院之一)的硕士学位,两年半时间拿到了博士学位。之后他受聘麻省理工学院冶金系,师从著名金属学家M柯恩教授从事博士后研究工作。博士后的研究结果发展为300M超高强度钢,成为20世纪60年代到80年代世界上最常用的飞机起落架用钢,解决了飞机起落架经常因为断裂韧性或冲击值不够而发生严重事故的问题。   20世纪80年代初,师昌绪访问麻省理工学院,应邀在材料科学与工程系作报告时,导师柯恩教授这样介绍他:“师昌绪是中国著名研究所的著名科学家,曾在麻省理工学院从事硅在超高强度钢中作用的研究,取得很有成效的结果,目前飞机常用的300M超高强度钢就是在他研究工作基础上发展起来的。”   师昌绪当年在麻省理工学院的工作很是得心应手,可是争取回国一直是他的一块心病——是现在清华大学任教的中国工程院院士李恒德点燃了他争取回国的旺火。   作为师昌绪的老朋友,李恒德回忆说,1950年朝鲜战争爆发,到了1951年9月,美国司法部就明令禁止学习理工医学科的中国留学生离开美国回中国,师昌绪是明令禁止回国的35名中国学者之一。1954年5月6月间是争取回国最紧张的日子,留美学生除了和中国日内瓦会议代表团联系,写信转交给周恩来总理,还按计划给艾森豪威尔总统写了一封公开信,要求他撤除禁令,让他们回到祖国。当时大家一起分工,把最烦琐的印刷任务交给了师昌绪,投出的给美国报界、议员、民众团体的2000封信无不经过他手。1955年春,在各种努力下,76位在美中国留学生终于得到美方的释放令,师昌绪也名列其中。同时达成中美两国大使在华沙会谈协议,为中国留学生自由回国打开了大门。   回忆那些岁月,师昌绪说:“我这个人比较胆大,对生死看得比较淡泊。”   1955年6月,骄阳似火的美国旧金山码头,克里夫兰号客轮从这里起航开往香港。船缓缓离岸,35岁的师昌绪站在甲板上,万分激动:“我终于可以回到祖国了。”   沈阳30年:从具体研究工作到研究所所长   1955年回国后,师昌绪被分配到中国科学院。时任技术科学部的严济慈主任让他在上海和沈阳任意挑一处,两地都有研究合金钢的研究所。师的回答是“哪里需要我到哪里”。于是,1956年9月,师昌绪来到了金属研究所,开始他在沈阳工作的30年。   刚到所时,他被派驻鞍钢。两年后,中国科学院为了执行“十二年科技规划”,以发展新技术和新材料为重点,师昌绪任金属所高温合金研究组组长。高温合金是他从未接触的领域,他选定开发铁基高温合金代替最为流行的镍基合金,因为当时国内既缺镍又缺铬,而且受到国外封锁。他和抚顺钢厂合作,开发出我国第一个铁基高温合金,后来用于航空发动机涡轮盘。他的这个倡议引发了全国开发铁基高温合金的热潮。他那时还兼任合金钢研究室主任,在他的思想指导下,1958年开发出无镍不锈钢,用于尿素生产,比国际常用的镍铬不锈钢还好。   在航空发动机中,涡轮叶片工作条件最为苛刻:耐高温、抗疲劳、高强度,是高温合金开发的热点,一般都采用锻造高温合金。1959年,师昌绪等考虑到铸造合金有诸多优点,采用真空冶炼、真空浇铸等先进手段,开发出可用于航空发动机涡轮叶片的合金。   1964年,我国自行设计的歼击机即将投产,却没有可用的发动机,在一场激烈的辩论中,确定了采用气冷空心涡轮叶片。当时,航空院负责材料工艺的负责人荣科总工程师来师昌绪家里说明情况,希望能做出提高100℃的空心气冷涡轮叶片。100℃看起来数目不大,但自从有喷气发动机以来,从上世纪40年代到80年代,每年通过材料提高的工作温度只有7℃~8℃,100℃是个飞跃。   在接受任务后,师昌绪用了一年时间完成了试车、试飞和生产定型。这些工作本来定产于沈阳,10年后航空部要将此转产于大后方贵州。于是,师昌绪带队奔赴贵州工厂,从原材料准备到标准的制定攻关数月。这个厂已生产了40多万片,装备了4000台发动机,至今没有发生过一次重大事故,而且成品率大为提高。空心涡轮叶片获得了1985年国家科技进步奖一等奖。   谈到空心叶片的研制成功,师昌绪总结说,一是接受这项任务靠胆识,因为风险很大 二是靠设计、材料工艺与制造工厂的三结合 三是靠参与工作人员的精诚团结,因为光金属所就有来自不同研究室的近百人参加。   这项工作开辟了我国铸造高温合金用于航空发动机涡轮叶片的先河,以后的柱晶叶片和单晶叶片都由此开始,空心冷却从100℃到今天的400℃~500℃。更大的影响是促进了全世界铸造高温合金用于航空发动机涡轮叶片。   早在1963年师昌绪访问英国罗罗公司时,他们的总设计师还表示:“铸造合金性能不稳定,不能用作涡轮叶片 实际已有多年试验的结果才下此结论。”1980年该公司到沈阳航空发动机参观,胡克总设计师看到中国铸造叶片已投产,不无感慨地说:“单凭看到这一成果,就没白来中国一趟。”从此,英国和苏联都跟上来了。   和师老共事多年的“夫妻院士”柯伟和李依依曾撰文回忆说:“上世纪90年代和师老再去贵州时,工厂里所有的老总、工程师,甚至已退休的工程技术人员都赶来探望师先生,场面非常感人。”   为了高温合金的推广与生产,师昌绪走遍了全国几乎所有的特殊钢厂和航空发动机厂,每一种材料从研制到生产过关和得到应用都花了十几年。   师昌绪不只重视高温合金的开发与生产,也重视理论研究。在确定铸造高温合金为主攻方向后,他提出合金的凝固过程必须深入研究,从而发现某些杂质元素影响了合金元素的严重偏析,造成材料稳定性严重下降 控制这些杂质的含量,可以明显改善合金的很多性能。这一发现不但用于铸造高温合金,也用于高合金钢。因此他获得了1998年华盛顿“材料研究学会国际联盟”大会颁发的“实用材料创新奖”,全世界只有12项,师为其一。   1978年全国科学大会后,金属所从隶属冶金部又回到中科院。隶属冶金部时,以任务为主,不愁没有研究课题,更不愁经费 而中国科学院研究所以学科建设为主,这一巨大转变使研究所遇到很大的困难:人员老化、设备陈旧、缺乏国际联系、经费来源不足。师昌绪作为常务副所长,亟待解决这些问题。于是,金属所开展了大学习:学习业务,学英语准备扩大学术交流,大量招收研究生以解决人员老化与断层,省吃俭用添置高级研究装备。此间,他确定了开发新材料与理论研究并重的办所方针。他勇于承担难度大的任务和开辟新的学科方向,使金属所步入正常的发展轨道。如今,金属所已成为国内外知名的研究所。   其间,师昌绪还创建中国科学院金属腐蚀与防护研究所并兼任所长,他提出要加强环境腐蚀及工程腐蚀研究,而不只是开发耐腐蚀材料。而今36公里长的钱塘江大桥的100年寿命保证,就是由该所提出方案并实施的。   除此,师昌绪还经常参加失效分析工作,特别经常光顾同在沈阳地区的黎明机械厂(即航空发动机制造厂),下厂解决材料中存在的问题。该厂副厂长程华明总工程师称他为“材料医生”。   在京25年:成为指挥千军万马的战略科学家   和做某个领域的科学家相比,要当好一位战略科学家似乎要难得多。当了8年金属所副所长、所长的领导职务,师昌绪笑称自己的头发就是在同时担任两个所的所长时被折腾光的。   1984年,他卸任来到北京,扮演起管理者和决策者的角色,成为推动我国材料科学发展乃至整个科学界发展的战略科学家。除了在国家自然科学基金委副主任、中国工程院副院长等岗位上发挥了作用,他还提出很多有益于我国科技发展的建议和主张。   1984年,师昌绪开始担任中国科学院第一技术科学部主任,那时学部的任务之一是向国家科技发展提供咨询。他不等待国家交任务,而创立了“主动咨询”模式。如钢铁方面提出要进口部分铁矿石,通讯方面要市场化,科技人才实现全国招聘等咨询项目。   1985年,为了促进科研单位与大企业之间的联系,他联合20名专家建议国家经委召开有关研究所所长和大型企业负责人的座谈会,为他们牵线搭桥。   1986年,国家自然科学基金委员会成立,化学家唐敖庆教授为主任,师昌绪是副主任之一。唐先生提出基金评审项目的16字方针——“依靠专家、同行评议、择优资助、公平合理”。   为保证这一方针的正确实施,师昌绪提出很多建设性意见:如基金委应该是一个学术与行政双重性质的机构,其下属学部工作人员的专业水平要不断提高,为此他推动编写了54本学科发展战略,让工作人员了解本学科全貌 二是承担国家自然科学奖的评审,用以了解全国从事科学研究的重点人物 三是承担全国国家重点实验室的评审工作,进而了解我国重点研究基地的情况。他甚至还提出学部干部采用流动编制的办法,以保证基金委不致变为一个官僚机构——当然因为难点太多而没有实现。   在师昌绪的建议下,把“863”计划中新概念、新构思部分划归基金委与“863”专家组共同管理,因为“863”主要针对国内实力最强的大学和研究单位,而新概念往往出自“小人物”,基金委的《项目指南》面向全国各个角落。   改革开放后,中央提出“以经济建设为中心”,工程技术人员是主体,但这部分人不像科学家那样受到重视,于是一些科研人员提出成立中国工程院。1982年,师昌绪和其他3位科学家联名提出“实现四化必须发展工程科学技术”的建议。1992年,师昌绪又与另外5位科学家上书党中央。经批准后,师昌绪作为中科院技术科学部主任和筹备组副组长投入筹建工作。1994年6月3日,经过两年的不懈努力,中国工程院正式成立,师昌绪被选为副院长之一,时年74岁。   1996年,中国科学院主席团成立“学部咨询工作委员会”,聘请师昌绪为第一届主席。他主持下最重要的一项成果是“我国能源发展战略”,得出的结论是“因地制宜”,“东部以核能为主,西部以水能和新能源为主,华北地区要高效率利用化石能源”。此时,他已是80高龄,进入资深院士行列。   2000年,科技部聘师昌绪为中国科技图书文献中心的理事长,将北京各部门的图书馆的外文期刊统一采购、统一上网,实现“共建共享”和图书馆的数字化。他不是图书馆专家,但在他的领导下,实现了一个“和谐集体”,成为我国科技平台的典范。   出于他的责任感和广泛的接触,师昌绪对国家科技发展十分关心,主要包括以下几方面。   首先是我国材料科学技术的发展。上世纪90年代初,在中国召开“环境材料”国际会议,师昌绪分析了金属材料的资源少则几十年、多则几百年就要枯竭,唯有镁取之不尽,因为海水中有大量镁盐,并可经济开采。1997年他与几位院士建议科技部列为重点攻关项目。如今中国镁产量为世界第一,研发工作也居世界前列。   碳纤维是航空航天所必需,我国从1975年就开始研发,25年仍没拿到稳定合格产品。2000年,师昌绪主动召开了几个座谈会,最后上书党中央列为“863”重点项目之一。经过几年努力,高强度碳纤维的生产已立足国内,由过去的分散到现在采取统一领导,实现了碳纤维国产化。同时,师昌绪也一直介入碳纤维在飞机生产中的应用。   2000年,纳米技术在国际上受到高度重视,师昌绪倡导成立了“纳米科学中心”。同时,他意识到我国纳米科技的研究与开发将进入无序竞争的状态,上书国务院成立了“国家纳米科学技术指导协调委员会”。   2004年,他主持召开我国军工材料发展研讨会,并制定了到2020年的发展规划。   其次,师昌绪对我国材料发展提出政策性的建议。上世纪八九十年代,国际上刮起“传统产业是夕阳产业”之风,我国也倡导“新技术革命”。一时间,传统材料研究人员感到困惑,师昌绪在多个场合提出“开发新材料的同时必须重视传统材料”,因为它是基建、制造业所必需。像我国这样的大国,传统材料的生产必须立足国内。1997年我国启动重大基础研究“973”的立项,开始只有农业、能源、资环、自动化与生命科学5个领域,1998年师昌绪写信给国务院科教领导小组,才把材料领域加入。   我国材料领域的研究成果很多没有得到推广应用,是由于没有达到工程化程度。为此,师昌绪等科学家上书国务院有关领导。得到批复后,他还主持召开了我国应尽快工程化几类材料的会议。   第三,师昌绪非常重视中国科技界走向国际。“要想成为世界强国,科技必须先行,同时也要融于国际社会,其中学会和期刊是两个重要标志”。   生物材料是当前最活跃的领域之一,由于国内8个学会都有生物材料学会,因而不能加入国际组织。师昌绪在中国科协的协助下,1997年成立了中国生物材料委员会,并加入了国际组织。现在,中国生物材料委员会在国际上十分活跃,并成功争取2012年全世界生物材料大会在成都召开。   第四,师昌绪对我国科技设施建设作出很多贡献。1984年我国开始建立国家重点实验室,主要为基础研究服务 1989年利用世行贷款又建了一批为应用科学服务的国家重点实验室。师昌绪作为18人专家组组长,确定了不同领域的75个实验室。此后,在他主持下,为已建实验室的评估形成了一套成熟方案,做到了优胜劣汰,使实验室增加了活力。   此外,师昌绪还向国家提出了大量富有成效的建议,无论是对我国科学技术还是产业发展都产生了重要影响。   师昌绪是一位闲不住的学者,即使他已90岁,仍然工作不停。仅2010年,他就在京主持或参加会议数十次,京外出差10次,接待不计其数的来访者,同时,还写作几篇文章和大会特邀报告。   当《科学时报》记者问他在长达半个多世纪的科研工作中得出什么经验时,师昌绪深有体会地说:“第一,要有恒心和坚韧不拔的毅力,否则将一事无成。第二,要依靠集体的力量,每个人都有长处,作为一个指挥者或领导者,要善于发挥和利用他们的长处。第三,对科研水平的认识。在回国初期,曾把发表论文作为最重要的目标之一 但在承担了发展新材料、新工艺的任务后,就改变了看法。衡量研究水平的一个更重要的标准是看能否解决实际问题。确切地说,每个行当都有自己的水平,不要拿自己所长去衡量别人之短,这样大家才能做到相互尊重。”
  • 全球顶尖一百材料学家榜单公布
    15位华人入选,占据前6席 据科学观察(Science Watch)网站消息,汤森路透集团于3月2日发布了2000-2010年全球顶尖一百材料学家名人堂榜单,在这份依据过去10年中所发表研究论文的引用率而确定的最优秀的100名材料学家榜单中,共有15位华人科学家入选,其中榜单前6位均为华人,美国加州大学伯克利分校教授杨培东位居第一。以下为上榜华人详细名单: 杨培东(Peidong YANG),排名第1,美国加州大学伯克利分校教授; 殷亚东(Yadong YIN),排名第2,美国加州大学河滨分校助理教授; 黃暄益(Michael H. HUANG),排名第3,台湾清华大学教授; 夏幼南(Younan XIA),排名第4,美国华盛顿大学圣路易斯分校教授; 孙玉刚(Yugang SUN),排名第5,美国阿尔贡国家实验室科学家; 吴屹影(Yiying WU),排名第6,美国俄亥俄州立大学助理教授; 段镶锋(Xiangfeng DUAN),排名20,美国加州大学洛杉矶分校助理教授; 邹祖炜(Tsu-Wei CHOU),排名34,特拉华大学首席工程师; 万梅香(Meixiang WAN),排名43,中国科学院化学研究所有机固体重点实验室研究员; 任志锋(Zhifeng REN),排名49,美国波士顿学院教授; 鲍哲南(Zhenan BAO),排名62,美国斯坦福大学副教授; 蒋业明(Yet-Ming CHIANG),排名66,美国麻省理工学院教授; 马晓龙(Peter X. MA),排名76,美国密歇根大学教授; 梁锦荣(Kam W. LEONG),排名80,美国杜克大学教授; 孟祥敏(Xiang Min MENG),排名99,中国科学院理化技术研究所电镜实验室研究员。 全球顶尖一百材料学家全部名单
  • 著名材料学家胡壮麒院士逝世
    中科院金属研究所讣告  中国共产党党员、中国工程院院士、我国著名的材料学家,中国科学院金属研究所研究员、博士生导师胡壮麒院士因病医治无效,于2016年7月10日17时整在沈阳不幸逝世,享年87岁。  胡壮麒院士1929年8月31日出生于上海。历任中国科学院金属研究所学术委员会主任、高温合金与特种铸造研究室主任、快速凝固与非平衡合金国家重点实验室主任等职。  胡壮麒院士长期从事高温合金和亚稳材料的研制及其它新材料和新工艺的研究,为我国科技和国防事业做出了重要贡献。他发展了一系列性能优异的新材料, 包括高温合金、定向结晶和单晶合金、金属间化合物和亚稳材料, 先后获国家部省级各种奖励十余项,其中“发动机配套的多孔气冷铸造一级涡轮叶片的研制与推广”获国家科技进步一等奖。胡壮麒院士发表学术论文500余篇,代表性著作有《凝固技术》、《亚稳金属材料》、《金属材料半固态加工理论与技术》等著译作13本。胡壮麒院士2003年获何梁何利基金科学与技术进步奖,2004年被中国金属学会高温合金学术委员会授予杰出贡献奖。  胡壮麒院士十分重视人材培养,60多年来桃李满天下,为我国材料科技领域培养了大批科技骨干人才。  胡壮麒院士一生热爱祖国,并用他毕生精力实现着科技强国的崇高理想。他治学严谨务实、目光敏锐,为人淡泊名利、谦虚正直,他的高尚品德和献身精神值得我们永远学习。  胡壮麒院士的不幸离世是中国科学院金属研究所的重大损失,也是我国材料界和教育界的重大损失。  遵照胡壮麒院士遗愿,丧事从简,不举行追悼会和告别仪式。生前好友、学界同仁等欲致唁电、唁函,请于2016年7月12日前联系治丧工作小组。  我们沉痛悼念胡壮麒院士,深切怀念胡壮麒院士。  胡壮麒院士千古!  胡壮麒院士治丧工作小组  二○一六年七月十一日
  • 材料领域2位华人科学家当选2018年美国工程院院士
    p   美国华盛顿当地时间2月7日,美国工程院(NAE)公布2018年新当选院士及外籍院士名单。NAE在2018年新增选了83名院士和16名外籍院士。NAE的院士总数达到2293名,外籍院士总数达到262名。 /p p   NAE增选的外籍院士中,材料领域2位华人科学家入选,分别是中科院金属所研究员卢柯、麻省理工学院教授邵阳(美籍华人),两位华人科学家简介如下: /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/deb2c09f-3aa3-49c8-818f-729073d879d6.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center "    strong 卢柯—中国科学院金属所研究员 /strong /p p   卢柯,男,汉族,1965年5月出生,甘肃华池人。1993年加入九三学社。中共党员。研究生学历,工学博士学位,著名材料科学专家,研究员,博士生导师,中国科学院院士,发展中国家科学院院士,德国科学院院士,“万人计划”杰出人才。现任沈阳材料科学国家(联合)实验室主任,九三学社第十四届中央委员会副主席。 /p p   1981.08— 1985.09,在南京理工大学金属材料及热处理专业学习 1985—1990,中国科学院金属研究所硕士和博士研究生 1990.01— 1993.01,中国科学院金属研究所助理研究员、副研究员 1991.9—1993.3,公派德国马普金属研究所高级访问学者(期间1993年1月,晋升中国科学院金属研究所研究员) 1995年1月,受聘中国科学院金属研究所博士生导师 2001年,被中科院任命为金属研究所所长。2003年11月,增选为中国科学院院士(年仅38岁) 2004年3月,当选2003年中国青年年度科学家。2005年4月,被德国科学院增选为院士。2013年入选“万人计划”杰出人才。 /p p   卢柯院士研究团队多年来一直致力于开发纳米结构金属制备技术,探索纳米结构金属优异性能,在国际纳米结构材料领域处于领先地位。在国际学术期刊上发表论文达数百篇,仅在最顶尖的学术期刊Science和Nature上就11篇。 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 400px height: 278px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/2a53cc27-231d-40ff-980c-6794cd3f5c48.jpg" title=" 2.jpg" height=" 278" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 400" / /p p style=" text-align: center "   strong  邵阳—麻省理工学院教授 /strong /p p   邵阳教授目前任职于美国麻省理工学院(MIT)机械工程和材料科学与工程系,主要从事表面科学、催化与电催化、电化学储能材料等相关方向的研究。1987年9月,她考入北京工业大学原金属材料科学与工程学系金属材料及热处理专业,并以优异的成绩于1992年7月毕业,获得工学学士学位。 /p p   邵阳教授后于密歇根理工大学冶金与材料工程专业取得博士学位,并获得过多项学术荣誉,其中包括:2008年的国际电化学学会Tajima Prize、International young Investigator Award、2014年入选美国科学促进协会成员以及2016年ECS Battery Research Award。 /p p   目前,邵阳教授已发表学术论文及综述240多篇,连续两年(2015和2016年)进入汤姆森路透社高被引名单,并于2011年担任Energy and Environmental Science杂志顾问委员,于2012年担任ChemElectroChem顾问委员,于2014年担任Journal of Physical Chemistry顾问委员,于2015年担任Energy & amp Environmental Science编辑。 /p p   美国国家工程院院士学衔是工程专业领域最高荣誉之一,此次,共有10位知名华人科学家入选美国国家工程院院士,另外8位华人科学家分别是:清华大学教授郝吉明、国家自然科学基金委主任杨卫、台湾地球科学家李罗权,及美籍华人美国佐治亚理工学院教授史建军、加州理工学院教授汪立宏、美国康宁公司科学家李明军、美国卡拉制药公司首席科学家Chen Hongming、美国Sandia国家实验室科学家Jacqueline H. Chen。 /p
  • 美国科学家首次造出双层硼烯材料
    美国西北大学工程师首次创造出一种双层原子厚度的硼烯,打破了硼在单原子层限制之外形成非平面团簇的自然趋势。研究结果发表在《自然材料》杂志上。  硼烯是一种单原子厚的硼薄片,是由硼原子构成的单原子层厚的二维材料,比石墨烯更强、更轻、更柔韧。单原子层硼烯的合成是具有挑战性的。要获得硼烯通常需要制备生长,因此需要衬底作为载体或者支撑。  5年前,来自同一研究团队的科学家们首次创造了只有单原子厚度的硼烯。理论研究预测认为,制备双层硼烯是可能的,但由于块状硼不像石墨那样是层状的,超出单原子层的生长会导致形成团簇,而不是平面结构,试图生长多层硼烯的关键就在于找到阻止团簇形成的生长条件。此次研究发现,关键在于用来生长硼烯的衬底。研究人员在平面的银质衬底上培养硼烯。当暴露在高温下,银会在原子级台阶结构之间形成异常平坦的“梯田”。在这些“梯田”上“种植”硼烯时,研究人员看到第二层硼烯的形成。这种双层材料既保持了硼烯的电子性能,又存在新的优点,如由两层原子层厚的薄片黏合在一起,中间有空间,可用来储存能量或化学物质。
  • 著名材料科学家陈国良院士逝世
    陈国良是我国高温合金领域先驱,创建了我国第一个高温合金专业   中国共产党的优秀党员,著名材料科学家、教育家,中国工程院院士,美国金属学会会士,北京科技大学教授陈国良先生,因病医治无效,于2011年5月25日上午10时18分在北京逝世,享年77岁。   陈国良,1934年3月出生,江苏宜兴人。1955年毕业于北京钢铁工业学院(现北京科技大学),曾在美国哥伦比亚大学、田纳西大学和德国马普所学习和研究,历任北京科技大学材料系主任,新金属材料国家重点实验室主任,学术委员会主任。 1980年作为第一作者获得第四届高温合金国际会议唯一最佳论文奖,1999年当选中国工程院院士,2005年获美国金属学会会士,2009年获“何梁何利基金奖”,曾多次获得国家科技进步奖、国家发明奖。   陈国良是我国高温合金领域的先驱,创建了我国第一个高温合金专业。七十年代初他用新的合金解决了我国主要歼击机歼—6飞机发动机涡轮盘严重故障问题;研制成功了“石油催化裂化能量回收烟气轮机”铁基和镍基二代高温合金轮盘等关键部件;研发了具有我国特色的含镁镍基合金,填补了国内空白 突破了国外发展高温高性能金属间化合物合金的思路,创造性地发展出含高铌钛铝合金,被国际上誉为是钛铝合金领域的“里程碑”;他在大块金属玻璃多元短程序合金设计理论方面取得突破性进展,其研究成果得到了国内外同行的高度评价;他较早地强化了针对核电和新火电技术的“能源新材料及其寿命评估基础研究”学术方向,领导开展能源新材料及寿命评估新方法的基础研究;在冷轧高硅硅钢片等研究方面取得了突破性的成果。   陈国良遗体告别仪式定于2011年5月31日上午9时在八宝山殡仪馆东礼堂举行。
  • 中国科学家首次用新方法预测出大批拓扑材料
    p style=" text-align: left text-indent: 2em " 记者从中国科学院物理研究所获悉,该所一组科研团队开发出一种快速计算晶体材料的拓扑性质的新方法,并用此方法在近4万种材料中发现了8千余种拓扑材料,十几倍于过去十几年间人们找到的拓扑材料的总和,并据此建立了拓扑电子材料的在线数据库。成果于北京时间28日由国际权威学术期刊《自然》在线发表。 /p p style=" text-align: left text-indent: 0em "   这一成果意义重大。它改变了拓扑量子材料这一研究方向的研究范式,将该方向的重点从“寻找新材料”推进到“研究新材料”。 /p p style=" text-align: left text-indent: 0em "   拓扑量子材料被认为将在超低功耗电子元件的研究和量子信息等领域起到重要基础作用。因此,如何寻找更多的新拓扑材料也因此成为了国际凝聚态物理领域的重要问题。此前,物理所已进行了一系列探索,并在拓扑绝缘体、量子反常霍尔效应、外尔半金属等方面做出了重要贡献。 /p p style=" text-align: left text-indent: 0em "   团队的通讯作者之一、中科院物理所的方辰研究员介绍,在实验中直接测量拓扑性质是困难的,因此首先用计算的方法预测材料的拓扑性质,就成为了寻找拓扑材料的重要的一环。然而,在过去的研究中,由于不变量的表达式十分繁难,这一计算往往需要深耕于该领域的专家耗费大量时间精力才能完成。“手动搜索”的局限性,使得人们难以预测绝大部分材料的拓扑性质。 /p p style=" text-align: left text-indent: 0em "   物理所团队开发出了通过计算材料能带的对称性数据从而自动获得其拓扑不变量的一套完整的、快速的、可以全自动运行的计算流程。在经过该流程之后,任何一种非磁性晶体材料都将获得一个“拓扑标签”,写着它是否具有,以及具有哪些拓扑性质。 /p p style=" text-align: left text-indent: 0em "   大批拓扑量子材料在理论上的发现,改变了拓扑量子材料这一研究方向的研究范式,并给未来的实验研究提供了很多线索和机会。 /p p style=" text-align: left text-indent: 0em "   物理所成果由该所方辰研究员、翁红明研究员、方忠研究员等人与中国科学院计算机网络信息中心联合完成。 /p p style=" text-align: left text-indent: 0em "   所谓“英雄所见略同”,另有两个研究小组,也于同一天同一刊物上发表了他们的独立研究成果。其中一个小组是来自美国的普林斯顿大学、西班牙巴斯克大学和德国马克斯-普朗克研究所的科学家,另一小组是来自南京大学和美国哈佛大学的科学家。他们两个小组的工作内容,同样是通过计算能带高对称点的对称性数据从而得到材料的拓扑性质,方法和物理所研究小组采用的方法一致,三个研究组得到的结果也彼此相洽、相互印证。 /p
  • 科学家利用电镜观察到材料内部原子扩散现象
    美国能源部田纳西州橡树岭国家实验室的研究人员,第一次直接在大块材料的内部观察到原子的扩散现象。这项研究可被用来对新材料的有效期和特性等,进行史无前例的洞察研究,相关成果发布在最新的《物理评论快报》杂志上。   &ldquo 这是首次直接观察到单个掺杂剂原子在材料内部四处游移。&rdquo 范德比特大学的罗宾· 米什拉说,他目前在橡树岭国家研究室材料科技分部做访问学者。传统意义上,通过非肉眼观测或理论计算等方式,可以对原子扩散现象进行研究,而单原子扩散显现在材料的表面也被直接观察到过。但直接观察到内部原子的运动尚属首次。   据物理学家组织网10月14日(北京时间)报道,&ldquo 扩散现象掌控着掺杂剂如何进入到材料中,以及掺杂剂如何运动。&rdquo 论文另一作者安德鲁· 鲁皮尼说,&ldquo 选择何种掺杂剂来保证器件持续更长寿命?我们这项研究能帮助做出战略性的决定。&rdquo 新研究可以直接应用在基础材料的设计上。   还有一发现让研究人员吃惊,通过扫描透射电子显微镜观察作为掺杂剂的铈原子和锰原子的扩散过程捕获的图像显示,大一些的铈原子稳定地扩散到材料中,而更小的锰原子仍然胶着在原地。
  • 厦大科学家制备出新纳米材料 或可应用于癌症光热疗
    厦大科学家最近制备出一种新型的纳米材料——蓝色的钯纳米材料,它不仅具有很高的催化活性,而且或可成为癌症光热疗的“希望之星”。   日前,《自然-纳米技术》刊登了厦门大学化学化工学院郑南峰教授课题组的研究成果。该杂志被认为是英国《自然》杂志旗下报道纳米科学与技术相关研究最新成果的顶尖杂志。   钯是一种稀贵金属,在化学中主要用做催化剂,但是,高比表面积的钯纳米材料多为黑色,被科学家们通俗地称为“钯黑”。郑南峰教授课题组的研究成果却发现,通过形貌的精细调控,纳米钯可以展示出绚丽的蓝色。“钯蓝”不仅拥有“漂亮的外表”,更重要的是,它拥有独特的光学、催化等性能。   据介绍,厦大科学家制备的“钯蓝”的突出特点是“薄”——它由尺寸均一的六边形超薄钯纳米片组成,薄片的厚度仅为1.8纳米,边长可在20-200纳米间调控。郑南峰说,“这样超薄的结构特征不仅使‘钯蓝’具有高的比表面积,使催化性能更为优越,而且结合理论计算,我们还发现超薄结构是‘钯蓝’具有强近红外光吸收并呈现蓝色的主要原因。”   这样的发现使得课题组成员将之与当前用于肿瘤治疗的光热疗联系起来。经过一年多的反复实验,课题组发现,“钯蓝”的超薄厚度使其无法散射近红外光,所吸收的光被完全转化为热,导致周围环境快速升温,可直接应用于肿瘤的近红外光热疗。“同时,作为近红外光敏剂,‘钯蓝’的最大特点在于它的超高光热稳定性,这一特性是其他现有贵金属纳米近红外光敏剂所无法媲美的。”
  • 我国科学家研发出新型腹壁组织修复材料
    目前全球范围内,每年因内部软组织缺陷开展的重建手术大于40万例,花费100亿美元以上的医疗费用。基于补片的无张力修补术是临床推荐的主要治疗方法。然而传统的合成补片不能同时具备抗变形、抗粘连和促愈合的特性,容易导致不良的手术结果。近期,我国科学家研发出一种新型腹壁组织修复材料,兼具抗变形、抗粘连和促愈合的特性。研究成果发表在《Advanced Materials》期刊,标题为“Peritoneum-inspired Janus Porous Hydrogel with Anti-deformation, Anti-adhesion and Pro-healing Characteristics for Abdominal Wall Defect Treatment”  研究人员受到腹膜不对称结构的启发,通过自上而下溶剂交换-冻干-再水化联合策略,开发了一种具有生物相容性的新型“两面神(Janus)”多孔聚乙烯醇水凝胶(JPVA水凝胶),实现了内部软组织缺损的高效修复。JPVA水凝胶具有非对称多孔结构,解决了防粘连与促愈合这对材料需求完全相反的难题:底部致密、多孔、光滑,能最大限度减少成纤维细胞的粘附,不引发任何内脏粘附;顶面疏松、多孔、粗糙,可显著提高成纤维细胞粘附和组织生长,对腹壁缺损的治疗优于市售补片。同时,JPVA水凝胶具有独特的抗膨胀性能(膨胀比为6.4%),以及持久的抗变形性能,能够在体内潮湿环境下长期耐受腹压动态变化,实现有效修复。  这项研究表明,在表面多孔结构调控上设计具有独特双面异性结构的水凝胶材料,是发展集多种功能需求于一身的先进补片的有效研究思路,JPVA水凝胶有望成为临床无张力软组织修复的一种理想材料。  论文链接:  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202108992  注:此研究成果摘自《Advanced Materials》期刊原文章,文章内容不代表本网站观点和立场,仅供参考。
  • 我科学家向高压材料实际应用迈出关键一步
    近日,北京高压科学研究中心曾桥石研究员带领的国际研究团队发明了一种通用的“金刚石纳米压舱”复合材料,不需要传统压力装置的支撑,就可以实现物质高压力状态的永久封存。该突破为实现高压材料的实际应用迈出了关键的一步。这一重大创新性成果于8月17日在国际学术期刊《自然》上发表。曾桥石说:“除了气体,‘金刚石纳米高压舱’的概念也可以应用到各种形态的初始目标材料上,我们在后面的研究中将会尝试封装固体材料,比如高温超导体。从而让高压材料的优异性质不再局限于实验室的基础研究,而可以像常压材料一样在日常生活中获得广泛的应用。”据介绍,材料是现代科技的基石。因此,科技的进步和革新往往严重依赖新的、具有特殊性能的先进材料的开发。对于特定材料,只需要改变它所承受的外加压力,往往就能够显著地改变其性质,从而给探索优化、甚至全新的材料性能提供广阔的空间和可能。然而,让人遗憾的是,大部分在高压下发现的优异性质只能存在于高压下。因此为了产生和维持压力所需的坚固厚实的加压装置成了高压材料和实际应用之间不可逾越的阻隔。在过去的一个世纪里,科学家持续地做出了各种努力试图克服这种困难。他们广泛研究不同的材料体系,发现存在一类特殊的高压合成的亚稳材料能够在卸压后保留到常压。典型的例子就是高压条件下利用普通的碳材料合成的金刚石能够在外部压力卸掉后依然在常压下存在,并且保持其闪亮的外观和各种卓越的性质。遗憾的是,这种幸运的例子很少。因此,高压物质更多还是实验室里开展基础研究的重要对象,却很少能够大规模地进入工业应用,在人们日常生活中发挥广泛作用。北京高压科学研究中心和美国斯坦福大学以及阿贡国家实验室的合作研究团队发明了一种全新的方法。利用这种方法,他们成功地把难束缚的气体的极端高压态及其性质保留到常压环境。他们首先把一种名为“玻璃碳”的富含纳米空洞的碳材料和氩气一起加压到大约50吉帕(50万个大气压)的高压状态,再把玻璃碳加热到大约1800摄氏度。在常压下的玻璃碳是一种气密性很好的材料,然而他们发现在高压下,玻璃碳可以犹如海绵吸水一样把氩气吸纳储存到其纳米空洞中。高压加上高温可以促使高压态玻璃碳转变为天然最坚硬的物质——金刚石。而后,当去除压力和温度,把样品从压力装置中取出时,意外的是,处于常压环境的金刚石样品内部包含的大量纳米孔洞中永久封存了处于极高压力状态的氩,形成了一种在金刚石基体中嵌入大量高压纳米氩颗粒的复合材料——“金刚石纳米高压舱”。实验表明这些氩颗粒内的压力高达22吉帕,约是地球海洋最深处的马里亚纳海沟底部压力的220倍。在这种复合材料中,包裹高压氩颗粒的金刚石的厚度却只需要几十纳米。因此,没有了传统厚实高压腔体的阻隔,大多数要求在常压或者真空环境工作的现代材料研究探测手段,例如电子显微镜,都可以对其进行直接的探测和研究。利用金刚石纳米高压舱,高压态材料就可以拥有“平易近人”的常压的外表,却保留高压的内心和高压下才具有的优异性能。
  • 物理学家开发出超材料,可用于汽车减震器
    超材料(metamaterials)是一种非自然界物质,且无法由化学反应制成,而是在物理实验室中由几何设计制成。物理学家可赋予超材料特殊且想象不到的性质。随着这种材料日益普及,物理学家研发出一套工具箱,可制造出同时具有多种给定特性的材料。(图片来源:阿姆斯特丹大学)此项研究由阿姆斯特丹大学(University of Amsterdam)的物理学家Aleksi Bossart、David Dykstra、Jop van derLaan和Corentin Coulais领导。采用上述工具箱,这些物理学家创建出一种材料,可在被快速或缓慢压缩时改变其行为。此类新材料可应用于汽车减震器、可承受地震的建筑材料或可调节流量的压力阀。超材料是一种因其几何结构而非化学组成而具有非凡性能的工程材料。其复杂性取决于设计而非构造方式。一旦知道了正确的几何形状,3D打印机就可以制造出该材料。过去几年中,物理学家在设计具有有趣特性的超材料方面变得越来越熟练。例如,设计出非常轻其非常坚硬的材料,或者设计出具有奇怪机械性能的材料,这种材料在压缩时可向侧面收缩,或甚至可充当可编程的变形器,而普通材料仅可以扩展,。尽管操作起来很有难度,但该想法看起来很简单:如果需要一种具有特定特性的材料,那就找物理学家进行设计。但是,如果需要具有两种特殊性能的材料怎么办?如果需要根据情况在两个属性间进行切换怎么办?这些都是人们在寻找可承受地震材料时会遇到的典型问题。如在遇到地震冲击和日常生活中建筑物的微小震动,这种材料需要做出不同的反应。考虑到此类应用,Bossart、Dykstra、Van der Laan和Coulais开始设计一种材料,使其在单一结构中不仅仅只有一种功能,而是具备多种功能。于是他们设法打造出超材料,可根据压缩力的速度在侧面收缩或扩展。施加压力时,所有孔会一起变形,但是缓慢施加压力时与快速施加压力时,该变形会有所不同。
  • 美科学家研制出金属或半导体与有机物结合神奇材料
    刚柔结合出奇“材”——美专家巧用沾笔纳米光刻技术获得生物超材料     你或许没有想过将坚硬的金属或半导体与柔软的有机物或生物产品结合起来会是何种情景,不过美国科学家可以告诉你的是,他们获得了自然界从没有见过的混合材料,而这些混合材料在医学和制造业中将具有惊人的应用前景。   美国佛罗里达州立大学综合纳米研究所(INSI)的科学家完成了这项开创性的工作。在2010年4月出版的《自然纳米技术》杂志上,综合纳米科学研究所新成员、生物学家史蒂文勒恩荷特作为主要作者,与同事们共同发表了相关的研究文章。   一类全新物质这样诞生   这篇题为《脂质多层光栅》的文章介绍了勒恩荷特本人过去在德国明斯特大学和卡尔斯鲁厄工学院时设计出的基于沾笔纳米光刻(Dip-Pen Nanolithography, 简写为DPN)的新工艺。沾笔纳米光刻是一种用锋利的笔状工具和“墨水”在固体物质表面上勾画纳米级图形的技术。勒恩荷特将沾笔纳米光刻经过改进,让它成为一种让柔性材料(作为墨水)与坚硬材料结合从而形成新材料的工艺。   实验中,研究人员通过自上而下及自下而上的制造方法,让多种柔性纳米级物质按需要以任意图案被“刻写”在预备好的结构物质表面,形成结构复杂的材料和器件。譬如,用该工艺对脂质材料进行操作,他们获得了易溶性光学衍射光栅。衍射光栅由多层脂质组成,高度被控制在5纳米至100纳米之间。   勒恩荷特说,将柔性材料与硬性材料结合,他们获得了从本质上讲可以说是全新的一类物质,事实上它们就是学术界所称的生物超材料(biometamaterial ),它们并不存在于自然界中。这类材料的行为如同生物传感器,通过将敏感生物元素和物理器件结合起来,能现场检测生物制剂的存在与否。   新材料应用范围广阔   科学家表示,用生物纳米技术和沾笔纳米光刻技术制造的新材料,不仅能用于医学诊断,而且可用于需要材料的任何领域,从人体组织工程到药物开发以及计算机芯片制造。   目前最有可能实现的是新材料在医学诊断领域的应用,科学家设想利用新材料生产出便于携带、价格便宜和用后可丢弃的芯片,并将其安装在手机中用于医学诊断。当前的诊断工作需要人们前去医院看医生并将样品交给化验室进行检验。未来的诊断芯片作为人们常说的“芯片实验室”,能够就地快速地分析血样或尿样,这类同于家用怀孕检测法。不过,科学家同时表示,其他种类的检测仍需要先进的化验室或实验室。   跨学科团队的协同创新   今年32岁的勒恩荷特出生在美国盐湖城,2004年在德国明斯特大学获得博士学位。在加入佛罗里达州立大学前,他一直是德国纳米科学研究小组的带头人。在2009年一次会议上,他无意中看到了佛罗里达州立大学散发的有关综合纳米科学研究所的宣传单,其上的内容深深地打动了他,并促使他接受佛罗里达州立大学的聘请,回国进入该大学的综合纳米科学研究所。   综合纳米科学研究所集中了大学多个系不同学科的优秀人才,他们从事的领域包括细胞和分子生物学、化学和生物化学、材料科学、化学工程和生物医学工程,以及物理学。这种跨学科人才的氛围让勒恩荷特感到振奋并印象深刻。目前他与研究所的其他科学家合作从事着尖端科学技术的研究。   勒恩荷特说:“我有幸在攻读研究生时有机会游学于不同的院系和学科,其中包括生物系、医学系、化学系和物理系。我觉得解决特殊问题的途径也许就在不远处。综合纳米科学研究所基于跨学科团队协同工作的原则,这是我喜欢它的原因。”   勒恩荷特在生物纳米技术和沾笔纳米光刻技术领域所做的开创性研究工作受到全球同行的认可。大学教授布莱恩特切斯认为,勒恩荷特并非属于传统的生物学家,他是在今天从事未来的生物学研究。他在纳米技术和生物学领域接受的训练帮助他采用以前无法完成的新奇实验,来解答生物学的问题。他正在设计的新工具在科学和医学领域具有前所未有的应用前景。
  • 科学家开发出太阳能电池用新型聚合物材料
    p   迄今为止,世界上80%以上的能源是通过燃烧石油、天然气和煤产生的。首先,这会导致严重的环境污染 其次,人类在过去不到两百年的时间里已消耗了经过数百万年形成的全球石油资源可开采储量的一半以上。目前,世界各地的科学家的主要目标集中在如何提高太阳能的光电转换效率,却很少有人关注太阳能电池板基体材料的稳定性。 br/ /p p   在俄罗斯科学基金会资助下,以俄科院化学物理问题研究所科学家为首的国际团队开发出以有机半导体材料(共轭聚合物和富勒烯衍生物)为基体的高效稳定的薄膜太阳能电池,这是一种光化学和热稳定性较高、且具备可有效适用于有机太阳能电池的最佳性能的新型光敏材料。有机太阳能电池由于光电转换成本比化石燃料价格更低,因而有望彻底改变全球能源产业。研究成果发表在《Journal of Materials Chemistry》杂志材料上。 /p p   太阳光是一种很有前途的环保、廉价的能源。据估算,全人类每年能量需求约为20太瓦,而太阳每年辐射到地球的能量约105太瓦。因此,太阳可视做现代社会取之不尽用之不竭的能源。以有机半导体材料为基体的太阳能电池具有重量轻、成本低、灵活性等特点,已经引起研究人员和创新型企业的极大关注。 /p p   俄科学家的研究成果主要包括: /p p   一是创建了适用于有机太阳能电池的新的共轭聚合物组,并发现使用单体单元在主链中无序排列的不规则共聚物,其光电特性明显优于链节以严格顺序交替排列的常规结构聚合物。研制开发的以共轭聚合物为基体的有机太阳能电池的效率大于7%,这是国际上面积大于1平方厘米的同类装置中能得到的最好结果之一。 /p p   二是开发出用于有机太阳能电池、以富勒烯衍生物为基体的新型电子受体材料,这种新型材料能够保证有机太阳能电池在140℃高温下运行稳定。这是实现有机太阳能电池类设备长期稳定运行并得到实际应用的重要步骤。 /p p   俄科学家在以色列内盖夫沙漠中对若干类型的有机太阳能电池进行了实地试验,研究了影响太阳能电池操作稳定性的最重要因素。结果发现,采用电子顺磁(自旋)共振法可以轻松完成材料的光稳定性筛查并找出最具前景的结构。 /p p   上述研究工作是与德国弗劳恩霍夫太阳能研究所、巴伐利亚能源产业应用研究中心和以色列本-古里安大学的科学家合作完成的。 /p p br/ /p
  • 著名材料学家、四川大学涂铭旌院士逝世
    p style=" text-indent: 2em text-align: left " 中国共产党优秀党员、我国著名材料学家、中国工程院院士、四川大学教授涂铭旌先生因病医治无效,于2019年1月1日1时50分在成都不幸逝世,享年91岁。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/2aefaf19-202c-45dd-ac28-4518e120330c.jpg" title=" 123.jpg" alt=" 123.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " 图片来源:四川大学官网 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 涂铭旌教授1928年11月15日出生于四川省巴县,1947年至1951年就读于同济大学,先后于哈尔滨工业大学、北京钢铁学院和德国卡尔斯鲁厄大学等地深造,1955年在北京钢铁学院获硕士学位。先后在同济大学、上海交通大学、西安交通大学、成都科技大学和四川大学工作,历任西安交通大学材料工程系系主任,金属材料强度所所长,成都科技大学高新技术研究院院长。曾任第一届全国金属材料及热处理专业教学指导委员会主任委员,国家自然科学基金委员会材料学科评审组成员,国务院学位委员会“冶金与材料”学科评议组成员。1995年当选为中国工程院院士。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 涂铭旌同志长期从事金属材料强度与断裂、稀土钒钛功能材料及纳米材料等的人才培养与科学研究,数十年潜心科学、诲人不倦,为国家培养了一大批优秀科技人才,对金属材料强度潜力理论与应用、攀西战略资源综合利用等方面做出了重要贡献。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 涂铭旌同志在“发挥金属材料强度潜力的理论与应用”、“耐寒高强钢的低温脆断规律、机理、判据及安全评价”以及“微特电机用纳米晶复合永磁材料及其元器件研究”、“过渡金属碳氮化物固溶体粉及其新型硬质材料与应用”等领域的研究中成绩卓著,先后获国家科技进步二等奖、国家自然科学三等奖、国家科技进步三等奖各一项,省、部级成果奖十余项。1984年被评为 “国家有突出贡献中青年专家”,1990年被授予“全国高等学校先进科技工作者”称号,1996年荣获香港柏宁(中国)教育基金“孺子牛金球奖”,1998年荣获“四川省优秀教师”。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 涂铭旌院士一生热爱祖国,忠诚党的教育事业,治学严谨、追求卓越、勇于创新,对我国材料领域的科技发展和人才培养做出了重大贡献,其勤奋、务实、律己、奉献的精神为后辈树立了学习的典范和楷模。涂铭旌院士永远活在我们心中! /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 涂铭旌院士病重期间,四川大学党委书记王建国同志、校长李言荣同志等校领导多次前往医院及家中看望慰问,华西医院医务人员竭尽全力参与涂铭旌院士的救治。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 涂铭旌先生遗体告别仪式定于2019年1月3日下午14:30在成都市东郊殡仪馆举行。 /p
  • 科学家研发石墨烯材料传感器可检测分子级气体浓度变化
    英国南安普顿大学和日本先进科学技术研究所的科学家研发了一种以石墨烯为原材料的传感器,能检测出室内空气污染且精度极高。这一研究近日发表在《科学进展》期刊上。新研发的传感器可以感应到来自建筑、家具用品的二氧化碳分子以及挥发性有机化合物(VOC)气体分子。近年来,由个人居住环境中的空气污染引起的健康问题与日俱增。  这些有害化学气体的浓度水平一般在几十亿分之一(ppb),用现有的环境传感技术难以检测到,因为这些传感器只能检测到浓度为百万分之一(ppb)的此类气体。  该研究团队研发出的石墨烯传感器在通电后,可使单个的二氧化碳分子一个一个吸附到石墨烯材料上,并在分子水平上检测其浓度。其原理是:装置中的石墨烯材料采用单原子悬浮束式层状结构,石墨烯材料周边有弱电场分布。当单个二氧化碳分子或挥发性有机气体分子接触或离开石墨烯材料时,石墨烯的电阻率受影响发生改变,传感器能够检测到这种变化,由于能够检测到分子级的浓度变化,因此这种传感器拥有相当惊人的精度。在试验中,原型传感器可检测到一分钟内30ppb的二氧化碳浓度变化。而且传感器非常紧凑小巧,科学家相信其有望应用于制成便携廉价的空气污染监测装置。
  • 著名材料学家陈创天院士逝世
    p style=" text-indent: 2em text-align: left " 中国共产党优秀党员、著名材料学家、中国科学院院士、第三世界科学院院士、中国科学院理化技术研究所研究员陈创天先生,因病医治无效,于2018年10月31日9时57分在北京逝世,享年82岁。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 定于2018年11月2日—11月3日在中国科学院理化技术研究所1号楼407会议室设立陈创天先生追思堂,供各界人士吊唁。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 陈创天先生遗体告别仪式定于2018年11月4日(星期日)上午8:30在八宝山殡仪馆东礼堂举行。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 陈创天先生治丧委员会 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 2018年10月31日 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 联系人: /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 冯丰,010-82543770, /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 15120095080,fengfeng@mail.ipc.ac.cn /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 刘世雄,010-82543601, /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 18910760838,liushx@mail.ipc.ac.cn /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 人工晶体研究发展中心 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 李如康,010-82543711, /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 18901109702,rkli@mail.ipc.ac.cn /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 王晓洋,010-82543710, /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 13901281276,xywang@mail.ipc.ac.cn /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 林哲帅,010-82543703, /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 15910837894,zslin@mail.ipc.ac.cn /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 传真:010-62554670 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 一、致唁电、送花圈的单位和个人,请于2018年11月3日10:00之前联系,以便登记、办理相关事宜。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 二、11月4日上午7:30在理化所1号楼门前发车前往八宝山殡仪馆,如需乘车前往请联系登记。 /p
  • 仪器表征,科学家首次提出钙钛矿材料表面处理新策略!
    【科学背景】随着太阳能技术的快速发展,钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其高效能和低成本制造引起了广泛关注。钙钛矿材料作为下一代光伏材料,单结PSCs的转换效率已经超过了26%,显示出巨大的潜力。然而,钙钛矿太阳能电池在商业化应用中仍面临许多挑战,其中最关键的是操作稳定性问题。尽管当前的研究在提高初始效率方面取得了显著进展,但要实现与硅基太阳能电池相媲美的使用寿命,还有许多技术难题需要克服。钙钛矿材料存在许多离子缺陷,这些缺陷在制造和使用过程中会影响器件性能和稳定性。为了解决这些问题,科学家们开发了多种表面处理策略,如铅氧盐、离子液体、自组装单分子层和二维钙钛矿层等。这些方法在一定程度上提高了钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性。然而,这些处理方法通常仅在制造阶段有效,难以在设备操作和储存过程中处理新生成的缺陷。而环境应力因素(如湿度、热量和光照)会加剧这些缺陷的形成,进一步影响设备的长期稳定性。为此,香港城市大学冯宪平教授与牛津大学Henry J. Snaith教授等科学家们提出了一种“活性处理剂”的概念,通过包含动态共价键(DCBs)的材料来实现钙钛矿的动态修复。这种方法不仅在制造过程中对钙钛矿薄膜进行处理,还能在设备操作和储存期间持续发挥作用。具体来说,科学家们利用一种含有阻滞尿素/硫代氨基甲酸酯键(HUBLA)的Lewis酸碱材料,这种材料在水和热的作用下能够生成新的活性剂,动态钝化钙钛矿中的缺陷,从而提高设备的性能和稳定性。本研究中,HUBLA材料被用于钙钛矿太阳能电池的表面处理。在暴露于湿气或热量时,HUBLA会生成新的活性剂,进一步钝化钙钛矿中的缺陷。实验结果表明,这种处理策略显著提升了钙钛矿太阳能电池的性能,器件的转换效率达到了25.1%。此外,在氮气环境下85°C的条件下,经过约1500小时的老化测试,HUBLA处理的设备保持了其初始PCE的94%;在空气中85°C和相对湿度30%的条件下,经过1000小时的老化测试,设备保持了其初始PCE的88%。【科学亮点】1. 实验首次提出了实时响应的钙钛矿表面处理策略:利用含有动态共价键(DCBs)的HUBLA材料,该材料在水和热的激活下可以动态修复钙钛矿,从而增强器件的性能和稳定性。这种策略不仅在制造过程中对沉积的钙钛矿薄膜进行处理,还在器件制造后继续发挥作用。2. 实验通过HUBLA及其生成物实现了高效能器件:&bull 通过HUBLA材料与钙钛矿光电活性层中的离子缺陷发生反应,生成新的钝化剂,从而钝化缺陷并提高器件性能。&bull HUBLA材料在暴露于湿气或热量的情况下,可以释放额外的Lewis碱,进一步钝化钙钛矿中的缺陷。这一特性使得器件能够在环境应力下自我修复,保持高效能。3. 实验结果表明,使用HUBLA的钙钛矿太阳能电池(PSC)性能显著提高:&bull 实验实现了转换效率(PCE)达到25.1%的高性能钙钛矿太阳能电池。&bull HUBLA设备在氮气环境中85°C下经过约1500小时的老化测试,仍能保持其初始PCE的94%。&bull 在空气中85°C和相对湿度30%的条件下,经过1000小时的老化后,HUBLA设备仍能保持其初始PCE的88%。4. 提出了一种新型的“活性处理剂”概念:HUBLA材料通过动态共价键技术,在器件操作和存储期间响应环境应力动态修复钙钛矿,从而提升了器件的稳定性和长期性能。这种方法为解决钙钛矿太阳能电池中因环境应力导致的性能衰退问题提供了一种有效的新途径。【科学图文】图1:HUBLA 的动态反应、水解和氧化还原穿梭。图2. 钙钛矿薄膜上HUBLA的动态反应和钝化。图3. 钙钛矿薄膜的稳定性。图4:钙钛矿光伏电池的性能和稳定性。【科学结论】本文开发并应用了一种新型的动态共价键材料——阻滞尿素/硫代氨基甲酸酯键(HUBLA),用于改善钙钛矿太阳能电池(PSC)的性能和稳定性。传统上,钙钛矿材料由于其在湿热环境下易于形成缺陷而限制了其长期稳定性,这对其商业化应用构成了挑战。HUBLA的引入不仅使得钙钛矿能够在制造过程中得到更好的控制,还能在器件使用后动态地修复新生成的缺陷。通过与水和热的相互作用,HUBLA能够释放出新的活性剂,进一步钝化钙钛矿中的离子缺陷,从而显著提升了器件的长期稳定性和性能。具体来说,实验结果显示,经过HUBLA处理的钙钛矿太阳能电池在高温和潮湿条件下的长期老化测试中,保持了高达94%的初始转换效率(PCE),表明其在应对恶劣环境条件下的优越性能。未来,基于动态共价键的表面处理策略可能不仅局限于太阳能电池领域,还有望在其他光电器件以及功能性材料的设计和性能优化中发挥重要作用,推动能源技术的进步和应用拓展。原文详情:Wang, WT., Holzhey, P., Zhou, N. et al. Water- and heat-activated dynamic passivation for perovskite photovoltaics. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07705-5
  • 我国科学家利用自由电子束实现低维材料的谷电子自旋极化调控
    随着摩尔定律接近极限,传统的晶体管器件已进入发展瓶颈期,探索新一代信息材料已成为当前信息领域的研究热点。低维量子材料具有谷电子自旋的独特性质,有望成为新一代信息材料在未来6G信息技术和产业中发挥重要作用。然而,如何实现低维量子材料的谷电子自旋极化调控是推动该材料实际应用面临的重大研究挑战之一。近期,在国家重点研发计划“纳米科技”重点专项的支持下,我国科学家设计了结构对称的纳米天线与六方氮化硼/二硒化钨/六方氮化硼的金属/介质复合纳米结构,利用超高分辨电子束精准激发金属结构的圆偏振偶极电磁模式,通过近场相互作用在纳米尺度实现了对低维材料谷极化的调控。同时,研究人员发现电子束激发位点的移动(空间分辨率小于5纳米),能够在50纳米内实现谷极化的“开”和“关”,以及100纳米内的谷极化态反转。该研究提出的新型低维量子材料谷极化电子束操控方案,可指导谷电子器件纳米尺度集成,在逻辑运算、光电存储及未来量子信息研究方面具有重要意义。
  • 科学家用婴儿尿布材料突破光学显微镜分辨极限
    Edward Boyden   我们都知道,显微镜能够放大活细胞和组织,但是你想过用它观察更微小的细节么?这听起来特别像一个看过多次《爱丽丝梦游仙境》的科学家的幻想。但是,生物学家们以这个概念为基础发明来一种新的技术,利用普通的显微镜对整个大脑进行成像,展示出了精致的分子细节。   这项技术叫做expansion microscopy,使用一种通常在婴儿尿布中可以找到的材料使生物组织膨胀。剑桥麻省理工学院(MIT)的神经学工程师(neuroengineer)Edward Boyden在上个月举行的一场会议中与他MIT的同事Fei Chen 和 Paul Tillberg报告了该技术。   Expansion microscopy:超分辨率显微镜的转折   Expansion microscopy是超分辨率显微镜的一个转折。2014年,美国科学家埃里克&bull 白兹格(Eric Betzig),德国科学家斯特凡&bull W&bull 赫尔(Stefan W. Hell),美国科学家威廉姆&bull 艾斯科&bull 莫尔纳尔(William E. Moerner)因超分辨率荧光显微技术获得了诺贝尔化学奖。这两种技术都在试图绕过物理定律带来的限制。   1873年,德国物理学家Ernst Abbe推断,传统的光学显微镜不能区分距离小于200纳米的物体,这大约是可见光最短波长的一半。距离小于这个衍射极限的话,物体会变得模糊。光学显微镜的最大分辨率只能达到横向200纳米,纵向600纳米。   超高分辨显微镜通过使用荧光分子绑定蛋白,更好的定位分子的发光来源,从而克服了Abbe指出的限制。利用这种技术,科学家可以区别出距离近达20纳米的物体。不过这项技术需要昂贵的、专业的设备,但可以解决一些厚结构的研究难题,比如大脑或肿瘤。   神经科学家们一直想收集大脑更多的分子细节,比如神经突触中蛋白的位置、两个神经传递信息处的连接、甚至环绕大脑的一组神经元。   在NIH的会议中,Boyden说:&ldquo 我们一直想做的就是找出让物体变得更大的方法。&rdquo 为了实现这个目标,他的团队用了一种叫做acrylate的化合物,该物质含有两种特性:第一,它可以形成密集的网状结构将蛋白质固定住 第二,它在水存在的情况下会膨胀。   加点水,让一切变得神奇   首先,组织需要经过一组化学混合物处理,使它变得透明 然后,用荧光分子绑定特定蛋白 最后将acrylate注入组织中。就像婴儿尿布一样,加水会使acrylate聚合物膨胀。经过拉伸,荧光标记的分子之间的距离越来越远。之前因为太近无法区别的蛋白在光学显微镜中有了新的焦点。在Boyden的展示中,该技术可以解决膨胀前分子距离近达60纳米的难题。   最重要的一点是,膨胀的过程很大程度上维持了蛋白之间的相对方向和连接,保持其它细胞结构的完整。该技术使蛋白相对位置的失真程度为1-4%。Expansion microscopy与其它超高分辨技术相比表现了良好的性能。   在一项试验中,研究人员用Expansion microscopy测定膨胀的小鼠大脑神经突触两端的蛋白质之间的距离,结果与用超高分辨技术测量的数据几乎相同。   此外,Expansion microscopy在复杂组织的三维成像上表现的更好。在会议中,Boyden展示了一个半毫米厚度的小鼠大脑海马区的图像,揭示了邻近神经元之间的连接。放大图像还能看到突触结构的细节,叫做boutons,是释放神经递质的地方。Boyden的团队用Expansion microscopy还研究了果蝇和斑马鱼的大脑,目前正在用研究人类的大脑。   技术总是在不断的超越   加州理工学院的神经学家Viviana Gradinaru说,Boyden的这项技术是科学家如何通过改变生物组织绕过固有限制的好例子。2013年,Gradinaru与斯坦福大学的Karl Deisseroth领导的团队报告了一种去除脂肪,从而让小鼠完整大脑透明化的方法。这种方法让厚的组织在光学显微镜下得以成像。去年,Gradinaru的团队将这项技术运用到了其它器官和整只老鼠中。   悉尼大学显微镜专家Guy Cox说:&ldquo Expansion microscopy确实非常巧妙,但是它的实际用途有多大还不清楚。如果它要用在很关键的地方,我推测它会与超高分辨技术结合起来。它的着重点应该是分子研究,而不是整个细胞。&rdquo
  • 美俄科学家研发一维半导体材料 可使电路减小至纳米级别
    据俄罗斯卫星新闻网2月4日报道,一个由俄罗斯和美国专家组成的国际科研组在世界上首次推出一维半导体材料,向更小巧紧凑、速度更快的电子产品迈进一步。  使用这种新材料可使电路减小到纳米大小,同时加快电子仪器的工作速度。这项研究的理论部分由俄罗斯国立工艺技术大学(NUST MISIS)专家完成,实验部分由美国杜兰大学(路易斯安那州)研究人员负责。  俄罗斯国立工艺技术大学物理与数学博士帕维尔索罗金表示,使用这种"智能材料"有助于降低装置耗电量,改变其结构和设计。  所有基础设施变成纳米级别后,人们在街道、超市、医院等地的周边环境每天都会很大程度地“智能化”。  他指出:“光继电器、光电二级管、自动传感器和其它数字设备的速度也将加快。”  半导体材料的主要应用领域是光电子和微电子领域。  晶体由相连的纳米结构、纳米带组成,同时所有的纳米带都有明确的宽度。因此,研究晶体分解技术时科学家总能获得宽度相同的纳米带。
  • 沉痛悼念!著名材料科学家曹春晓院士在京逝世,享年89岁
    中国航发北京航空材料研究院微信公号“航材之声”发布讣告,中国共产党的优秀党员、中国科学院院士、著名钛合金专家、材料科学家、中国钛合金研究与应用的创始人之一,中国航发北京航空材料研究院研究员曹春晓同志,因病医治无效,于2023年11月23日凌晨1时30分在北京逝世,享年89岁。曹春晓院士生平曹春晓,男,1934年8月生于浙江上虞。1956年,曹春晓从交通大学机械系毕业,毕业后放弃交通大学任教的机会,选择了在新成立的国防科研单位——北京航空材料研究所(现中航工业北京航空材料研究院 )工作。1987年起,曹春晓任北京航空材料研究院(621所)研究员、博士生导师。1997年,曹春晓当选为中国科学院技术科学学部院士。曹春晓不断开创新型钛合金和钛--铝系金属间化合物,并应用于航空工业,显著减轻飞机及其发动机的结构重量根据再结晶和相变相结合的原理;他创立了高低温交替热变形技术,解决了长期以来存在于大型钛合金零件生产中的金相组织不均匀的关键问题首先利用特定的相变模式优化钛合金的β转变组织形态和性能;他创立BRCT热处理技术利用形变--相变联合机制;他创立钛合金急冷式β热变形强韧化技术研究了钛合金的强化机制、阻燃机理、疲劳裂纹扩展特征及其它基础问题,并相应地取得了创造性成果。先后发表学术论文200余篇,编著《材料世界的天之骄之——航天材料》一书,获国家级和部级科技成果奖16项,其中国家科技进步一等奖(第一完成人)1项、二等奖3项、国家发明三等奖2项。荣誉表彰社会任职
  • 沉痛悼念!我国著名半导体材料学家梁骏吾院士逝世
    2022年6月23日,中科院半导体所发布讣告:中国工程院院士、中国科学院半导体研究所研究员、我国著名半导体材料学家梁骏吾先生因病医治无效,不幸于2022年6月23日17时在北京逝世,享年89岁。梁骏吾院士,1933年9月18日生于湖北武汉。1955年毕业于武汉大学,1956年至1960年就读于前苏联科学院莫斯科巴依可夫冶金研究所并获得副博士学位,同年到中国科学院半导体研究所工作至今。60多年来,他为我国半导体材料领域的学科建设、技术创新、产业振兴以及人才培养作出了重要贡献。梁骏吾院士先后荣获国家科委科技成果二等奖和新产品二等奖各1次,国家科技进步三等奖1次、中科院重大成果和科技进步一等奖3次、二等奖4次,上海市科技进步二等奖1次等各种科技奖共20余次。1997年当选中国工程院院士。梁骏吾院士在半导体材料科学领域辛勤耕耘、造诣颇深,并取得了一系列重要科研成果。上世纪60年代解决了高纯区熔硅的关键技术。1964年制备出室温激光器用GaAs液相外延材料。1979年研制成功为大规模集成电路用的无位错、无旋涡、低微缺陷、低碳、可控氧量的优质硅区熔单晶。80年代首创了掺氮中子嬗变硅单晶,解决了硅片的完整性和均匀性的问题。90年代初研究MOCVD生长超晶格量子阱材料,在晶体完整性、电学性能和超晶格结构控制方面,将中国超晶格量子阱材料推进到实用水平。主持“七五”、“八五”重点硅外延攻关,完成了微机控制、光加热、低压硅外延材料生长和设备的研究。他还在太阳电池用多晶硅的研究和产业化等方面发挥着积极作用。
  • 爱尔兰科学家在纳米材料结构分析领域取得突破
    p   2017年7月底,《科学》杂志发表了爱尔兰圣三一大学牵头完成的一项研究成果:纳米铜膜表面不可能是平的。文章指出,构成铜表面的晶体颗粒不可能完美契合,相互之间有倾斜和角度变化,造成错位和表面粗糙。英国、美国科学家和英特尔公司的研究人员也参与了此项研究。 /p p   材料的电子、温度和机械等特性一般是由组成材料的晶粒的构成方式决定的。过去普遍认为这些晶粒象积木块一样组合起来,相互之间会有些隙缝。爱尔兰的研究人员重点研究了集成电路中广泛使用的纳米级金属铜,用扫描隧道显微镜测量其三维结构,包括相邻晶粒间的角度,发现晶粒间是有旋转角度的。因此,纳米膜的表面不可能是绝对平滑的。 /p p   这项研究将对纳米级材料的设计产生前所未有的影响。课题组找到了如何通过控制晶粒的旋转从而操控材料性能的方法。如,通过设计减少电阻,从而延长手机等移动终端的电池寿命。除消费类电子产品外,该项研究对医学植入和诊断等也有应用价值。 /p p /p
  • 爱尔兰科学家在纳米材料结构分析领域取得突破
    p   2017年7月底,《科学》杂志发表了爱尔兰圣三一大学牵头完成的一项研究成果:纳米铜膜表面不可能是平的。文章指出,构成铜表面的晶体颗粒不可能完美契合,相互之间有倾斜和角度变化,造成错位和表面粗糙。英国、美国科学家和英特尔公司的研究人员也参与了此项研究。 br/ /p p   材料的电子、温度和机械等特性一般是由组成材料的晶粒的构成方式决定的。过去普遍认为这些晶粒象积木块一样组合起来,相互之间会有些隙缝。爱尔兰的研究人员重点研究了集成电路中广泛使用的纳米级金属铜,用扫描隧道显微镜测量其三维结构,包括相邻晶粒间的角度,发现晶粒间是有旋转角度的。因此,纳米膜的表面不可能是绝对平滑的。 /p p   这项研究将对纳米级材料的设计产生前所未有的影响。课题组找到了如何通过控制晶粒的旋转从而操控材料性能的方法。如,通过设计减少电阻,从而延长手机等移动终端的电池寿命。除消费类电子产品外,该项研究对医学植入和诊断等也有应用价值。 /p p br/ /p
  • 仪器表征,科学家评述超薄手性二维材料的最新进展!
    【科学背景】二维材料具有超薄形态和极高长宽比,与块体材料相比,它们的性质发生了显著变化,因而在光电子学、自旋电子学、二氧化碳转化、能源存储和气体分离等领域展现出巨大的应用潜力。然而,尽管二维材料在许多方面表现出色,直到最近,全局手性这一特性在二维材料中仍然缺失。手性是一种广泛存在于自然界中的现象,尤其是在分子水平上。手性材料因其在对映选择性识别和催化中的应用,长期以来受到研究者的关注。然而,全局手性,即发生在分子水平以上的手性构象和排列,在二维材料中的实现一直是一个难题。特别是手性二维材料的设计、合成与表征面临着诸多挑战,包括超薄纳米片的分离、稳定性问题以及在二维平面中有效传递和放大手性信号的难度。有鉴于此,上海交通大学化学化工学院董金桥刘燕以及崔勇合作发表了二维材料的最新评述论文。他们发现,研究者们近年来开展了大量的研究,并在手性二维材料的设计与合成方面取得了显著进展。通过化学合成和精确设计,几种不同类型的超薄手性二维晶体得以实现。这些新型手性二维材料在实验上展示了分子尺度的局部手性如何在超薄单晶二维结构中显著传递和放大,从而形成独特的全局手性。【科学亮点】1. 本研究发现超薄手性二维晶体材料表现出独特的物理性质和潜在应用,填补了二维材料中长期缺失的全局手性这一重要特性。2. 论文指出,科学家成功地传递并放大了分子尺度的局部手性,从而在超薄单晶二维结构中实现了显著的全局手性。【科学图文】图1:手性二维2D 金属有机骨架材料metal–organic frameworks,MOFs的局部结构表征。图2:通过共价或非共价组装的手性二维2D纳米片合成和结构表征。图3:手性二维2D 有机-无机混合钙钛矿hybrid organic–inorganic perovskites,HOIP的晶体结构。图 4: 手性二维2D蛋白质的合成和HR-TEM表征。【科学启迪】本文揭示了二维材料领域中的全局手性这一未被充分探索的潜力。尽管二维材料因其超薄形态和极高的长宽比展现出众多独特性能,但全球手性特性长期以来在这些材料中却鲜有踪迹。近期的研究突破通过实现多种超薄手性二维晶体,揭示了全局手性在二维材料中的重要性和应用潜力。文章强调了如何通过精确设计和合成策略,将分子尺度的局部手性有效地传递并放大至整个超薄单晶二维结构中,从而形成显著的全局手性。这种全局手性不仅提升了材料的功能复杂性,还为开发新型手性材料和应用提供了全新的视角。本文的讨论引导我们认识到,在二维材料中探索和应用全局手性,能够拓展现有材料的功能范围,并激发在化学、物理和材料科学等领域中的新兴应用机会。参考文献:Dong, J., Liu, Y. & Cui, Y. Emerging chiral two-dimensional materials. Nat. Chem. (2024). https://doi.org/10.1038/s41557-024-01595-w
  • 101岁材料物理学家中国科学院院士柯俊仙逝!
    p strong 仪器信息网讯 /strong 2017年8月8日早晨7:30左右,材料物理学家、科学技术史家、教育家,中国科学院资深院士,北京科技大学柯俊教授因病在中日医院仙逝,享年101岁。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/a33a4926-7f55-4c6b-8268-aae5dabbb6cd.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 柯俊院士 /strong /p p    strong 任职经历 /strong br/ /p p   柯俊,男,汉族,1938年毕业于武汉大学化学系,曾在原经济部工矿调整处工作,负责原材料的验收、运输和保管工作。1942年派驻印度,曾在印度塔塔钢铁厂实习。1944年赴英国伯明翰大学,1948年获自然哲学博士,从事合金中相变机理的研究,并担任理论金属学系讲师享有终身任命。1954年起,在北京钢铁学院(现北京科技大学)任教,先后任北京钢铁学院金物教研室主任、物理化学系主任、北京钢铁学院副院长。获加拿大麦克麻斯特大学、英国莎瑞大学荣誉理学博士。兼任:日本金属学会、印度金属学会荣誉会员,中国科学技术史学会名誉理事长,中国科技教研学会筹备委员会主任,中国科学金属研究所名誉研究员,原中国金属学会、有色金属学会常务理事,北京科技大学顾问,北京大学古代文明研究中心顾问,中国社会科学古代文明研究中心顾问。1980年当选中国科学院技术科学部学部委员,曾任学部常委,为资深院士。曾获国家自然科学奖、何梁何利奖。 /p p    strong 人物生平 /strong /p p   1917年6月23日,柯俊生于长春市,祖籍浙江省黄岩县。其父早年留学日本学习法律,深知教育对社会、国家和个人的重要性,依靠薪资,省吃俭用,供养七个子女均大学毕业。柯俊在长春初中毕业后,只身到沈阳念高中。 /p p   1931年,“九· 一八”事变,他来到天津,先就读于河北省立第一中学。 /p p   1932年9月,入河北工业学院高中二科。 /p p   1934年,入河北工业学院化工系。 /p p   1937年,“七· 七”事变后,柯俊辗转入武汉大学化学系,得到著名文学家关文瑛、物理化学教授邬保良等的教益,奠定了他在这一学科的基础。 /p p   1938年,毕业经姚南枝介绍到重庆国民政府经济部工矿调整处工作。 /p p   1938年7月~1944年11月,他先后在越南、缅甸、昆明和印度等地工作,深得当时经济部长翁文灏的信任。在昆明期间,他深受著名物理学家叶企荪的影响,建立了深厚的师生情谊。 /p p   1938年,毕业于武汉大学并获学士学位。 /p p   1942年11月~1944年11月,柯俊任经济部工矿调整处和资源委员会玉门油矿驻印度代表,在此期间他曾到塔塔钢铁厂实习。 /p p   1942年,派驻印度,曾在印度塔塔钢铁厂实习。 /p p   1944年12月,柯俊获英国帝国化学工业公司学术奖金,在英国伯明翰大学理论金属学系、剑桥大学晶体学系学习,并先后担任英国焊接研究院研究员、钢铁研究协会研究助理。 /p p   1944年,赴英国伯明翰大学。 /p p   1948年,获英国伯明翰大学自然哲学博士学位,从事合金中相变机理的研究,并担任理论金属学系讲师享有终身任命。 /p p   1951年,柯俊获得终身讲师任命。 /p p   1953年8月,携妻挈子绕道印度,经香港返抵广州。 /p p   1954年,在北京钢铁学院(现北京科技大学)任教,先后任北京钢铁学院金物教研室主任、物理化学系主任、北京钢铁学院副院长。 /p p   1956~1959年,兼任北京大学物理系磁学及金属物理教研室主任叶企荪的副手。 /p p   1956~1979年,任金属物理教研室主任、物理化学系主任,1979年任副院长,1984年至今任校长顾问、校学术委员会副主任等职。 /p p   1974年,开创组织并亲自参加利用现代仪器研究考古金属文物进行中国冶金史的研究。 /p p   1976年起,柯俊与褚幼义、贺信莱、余宗森等人开始进一步开展硼钢的研制,系统研究微量硼在钢中作用的机理,用径迹显微照相技术进行“硼在晶界非平衡偏聚的研究”。 br/ /p p   1978年,他被评为北京钢铁学院先进教师,特邀参加北京市、冶金部和全国科学大会。 /p p   1980年,当选中国科学院技术科学部学部委员。 /p p   1983~1986年,柯俊、陈梦谪等人根据四川攀枝花矿产资源的特点,负责“六五”、“七五”钢中钒、钛研究攻关项目的课题。主要研究了微量的钒、钛对重轨钢、硅钢组织及性能的影响,阐明了微量钛在钢中的分布,氧化钛形成机制以及在钢中的作用等。同时,柯俊等人还完成了对纳米级析出相的萃取及鉴定方法。 /p p   1984年5月,加拿大麦克麻斯特大学授予他荣誉理学博士称号。 /p p   1990年,国家教委、国家科委授予他全国高等学校先进科技工作者称号。 /p p   1991年,当选为中国科技考古学会理事长。 /p p   1992年,亚太地区电子显微镜年会柯俊主持。 /p p   1994年,他参加起草的《改革高等工程教育增强中国国力和国际竞争能力》咨询报告,受到了国务院领导和国家教委的高度重视。 /p p   1996年承担了国家教委“面向21世纪高等工程教育教学内容和课程体系改革计划”项目中“材料类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践”课题,同年在北京科技大学主持了冶金及材料工程拓宽专业的试点班。 /p p   1990年,中国电子显微镜学会授予他第二届“桥本初次郎奖”。 /p p   1998年9月,在大连召开的第十次全国电子显微学会议上,郭可信分别向柯俊、朱静颁发了“钱临照奖”。 br/ /p p   2000年10月至2003年9月,柯俊指导北京科技大学的973项目组抽出人员成立了一个专题组:新一代钢的薄板坯连铸连轧工艺基础研究及材料性能特征研究。主要成员有:柯俊、柳得橹、傅杰、康永林等以及研究生若干人,与广州珠江钢厂进行合作研究,实行了老中青结合、跨专业结合以及产学研结合的研究路线。 /p p   2001年,柯俊再访英国专程去导师汉森教授墓前缅怀。 /p p   2003年,“钢的组织性能综合控制理论及应用—薄板坯连铸连轧工艺基础及材料性能特征研究”获中国高等学校十大科技进展奖。2004年2月10日,柯俊作为第4 完成人,项目获教育部一等奖。 /p p   2016年6月23日,柯俊百岁华诞座谈会在北京举行。柯俊亲临会场,教育部、中科院等相关单位,亲朋好友、师生及校友代表等200余人出席会议。会议举行了“柯俊科技教育基金”揭牌仪式,“柯俊科技教育基金” 由柯俊个人捐资10万元,北京科技大学出资200万元作为启动基金,并募集社会资金,旨在奖励国内外在材料、科学技术史领域突出贡献的优秀学者。 /p
  • 中国科学家MOF新材料研究再现《Nature Communication》
    日前,北京化工大学仲崇立教授团队关于金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOF)多级孔道制备的研究发表在《Nature Communication》上,再次体现了中国科学家在这一领域的强大实力。 MOF是一类具有纳米孔道结构的新兴功能材料,在气体储存与分离、催化、药物负载等领域具有很好的应用前景。MOF材料以微孔为主,这限制了客体在其中的传输过程,是它实际应用的不利因素。然而,构筑同时具有微孔、介孔乃至大孔的多级孔道结构,可以有效解决这一问题。 仲崇立老师与北京工业大学的李建荣老师合作,在合成MOF的过程中引入金属—有机聚集体(Metal-Organic Assemblies, MOA)作为模板剂,合成MOF后将均匀嵌入在MOF内部的MOA用酸消解,这就在原有的微孔MOF中造出了介孔。利用这种思路,该课题组成功合成了19种稳定的多级孔道MOF材料,并对它们的大分子传输能力进行了研究。该课题组使用美国康塔仪器公司的Autosorb-iQ气体吸附分析仪测试了每一种MOF的吸附等温线,由吸附等温线的形状,有力地佐证了介孔结构的成功构建。他们同时使用康塔仪器数据分析软件的BET、t-plot、BJH、DFT等模型对MOF材料的总比表面积、微孔比表面积、微孔孔径分布、介孔孔径分布等进行了分析,分析结果证明了该研究的一系列设想。 美国康塔仪器 美国康塔仪器(Quantachrome Instruments)被公认为是对样品权威分析的优秀供应商,它可为实验室提供全套装备及完美的粉末技术,及极佳的性能价格比。康塔公司不仅通过了ISO9001及欧洲CE认证,也取得了美国FDA IQ/OQ认证。作为开发粉体及多孔材料特性仪器的世界领导者,美国康塔仪器产品涵盖比表面、物理吸附、化学吸附、高压吸附、蒸汽吸附、竞争性气体吸附、真密度、堆密度、开/闭孔率、粒度粒形、Zeta电位、孔隙率、压汞仪、大孔分析 、微孔分析、滤器分析等诸多领域。 康塔仪器不仅受到科学界的青睐,装备了哈佛、耶鲁、清华等世界各个著名大学,而且已经向全世界的工业实验室发展,以 满足那里开发和改进新产品的研究与工艺需求。工厂中也依靠康塔仪器的颗粒特性技术更精确地鉴别多孔材料,控制质量,或高效率查找生产中问 题的根源 通过颗粒技术使产品上一个台阶,在当今工业界已成为一个不争的事实。 康塔克默仪器贸易(上海)有限公司作为美国康塔仪器公司在中国的全资子公司。集市场开发、仪器销售、备件供应、售后服务和应用支持于一体,它拥有国际水准的标准功能、形象和硬件配套设施,包括上海和北京的应用实验室和应用支持专家队伍。 康塔克默仪器贸易(上海)有限公司使美国康塔仪器几千家中国用户同步享受国际品质的产品和服务,将掀开美国康塔仪器公司在中国及亚太地区的全新篇章!
  • 美西北大学科学家研制太赫兹隐形斗篷材料
    2011年9月6日,据国外媒体报道,美国西北大学的研究人员创造了一种新型的隐身材料,这种材料能使物体在太赫兹波段下隐形。由西北大学麦考密克工程和应用科学学院机械工程助理教授孙成(Cheng Sun,音译)设计的隐身材料,通过微梯度折射率材料对光线的反射和折射进行控制,虽然这个设计不能发展成对可见光波段隐身的隐形斗篷,但是这项技术可进行对隐形斗篷部分性能的评估以及在安全性上沟通了解。   二极管激光器是连续波太赫兹波产生的理想激光源   人类对一个物体的辨认主要是通过两个因素:即外形和颜色。要使一个物体变得不可见,那就必须能够操纵光线,使光线在物体表面上以特殊的方式运动,既不会在表面上分散,也不会被物体吸收和反射,而吸收和反射的过程主要是体现物体所具有的颜色。   该研究小组为了操纵光线在太赫兹频率的行为,孙助理教授使用研发了一种新型的超材料,该材料主要是在原子水平上进行设计,而太赫兹频谱则位于红外线与微波之间。通过超材料的研发以及被称为电子转移微光固化的技术,研究人员设计出一种微型棱镜状的隐形结构,大小小于10毫米。而电子转移微光固化技术则是研究人员一组数据投影到液体聚合物的图像上,然后将光线由液态层转换成薄固体层。   而每个棱镜的220层都有一个微小的孔,这个小孔比太赫兹波长要来得更小,这就意味着这些小孔能改变光的折射系数,这样就可以使得光线从棱镜上部穿透下来时,由于这些小孔的作用,而改变了光线的行为,使得处于棱镜底部的物体变得可以隐身。最后,这些被改变行为的光线,会被另一个平台所反射掉。   根据孙助理教授认为:这个研究的目的并不是要研发出能对太赫兹波段隐身的工具,例如斗篷等,而是为了获得一个更好地设计角度去研发一种新的材料,可以跟好的操纵光线的传播。通过这个研究试验,说明了从这个研究方向发展下去,我们可以自由的设计各种材料,可以改变不同波段上光线的折射率,这样就可以在传统意义上对光线的传播路径进行人为地操纵。   该项研究中涉及的重要试验对象,太赫兹波段在研究历史上一直被忽略,这是因为它的频率比电子高出太多。但是,科学家也发现,有许多有机物的共振频率处于太赫兹的水平上,这就意味着我们可以通过针对太赫兹水平的扫描仪对有机化合物进行检测。孙助理教授的关于太赫兹光学上的探索可以对生物医学研究产生影响,这个影响主要体现在两个方面:第一,我们可以研制针对某种癌症的快速且安全的检测方法,第二,使用太赫兹扫描仪可以加强机场的安全保障效能。   此研究的下一步计划是向另一个方向发展,即研制太赫兹镜头。但是孙助理教授并没有立即实行这个计划,扩展材料对更长波段上的光线改变行为的能力,达到这样的能力与目前的研究还相距甚远,目前主要集中在一个特定的频率范围之内,确保材料在特定的频谱上具有稳定的工作性质。
  • 功能强大!科学家用CRISPR制造可变形智能材料
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 还有什么是CRISPR不能做的吗?科学家已经使用这种基因编辑工具制造了大量基因改造生物,同时还用它来追踪动物发育、检测疾病以及控制害虫。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 如今,他们又发现了这种基因编辑工具的另一个应用—— span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 使用CRISPR创建智能材料,后者能够根据指令改变自己的形状。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研究人员在日前出版的美国《科学》杂志上发表报告称,这种可变形的材料能够用来运送药物,并为几乎所有的生物信号“站岗放哨”。这项研究由剑桥市麻省理工学院生物工程师James Collins主持。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Collins的团队研究的是由脱氧核糖核酸(DNA)链连接在一起的充满水的高分子聚合物(被称为DNA水凝胶)。为了改变这些材料的性质,Collins和他的团队采用了一种形式的CRISPR,后者使用一种叫做Cas12a的DNA剪切酶。(基因编辑器CRISPR-Cas9使用Cas9酶在需要的位置剪切DNA序列) /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Cas12a酶可以被编程来识别一种特定的DNA序列。这种酶会切断其目标的DNA链,然后切断附近的单链DNA。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这一特性使得研究人员能够构建一系列由CRISPR控制的水凝胶,其中包含一个目标DNA序列以及单链DNA——当Cas12a识别出一个刺激物中的目标序列后,这些单链DNA就会断裂。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 单个DNA链的断裂触发水凝胶改变形状,或者在某些情况下完全溶解,进而释放有效载荷。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 例如,作为一项治疗的一部分,出于对刺激的响应,研究小组创造的这些水凝胶可以释放酶、药物甚至人类细胞。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " Collins希望这种水凝胶能被用来创建智能的治疗方法,例如在肿瘤存在时释放抗癌药物,或者在感染部位周围释放抗生素。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 研究人员还将CRISPR控制的水凝胶集成到电子电路中。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在一项尝试中,他们把水凝胶放入一个名为微流体室的小芯片状的装置中,这个装置与一个电子电路相连。当检测到来自包括埃博拉病毒和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等在内的病原体的遗传物质时,作为响应,该电路将会被关闭。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研究团队甚至利用水凝胶开发了一个诊断工具原型——当它在实验室样本中识别出埃博拉病毒的遗传物质时便会发送无线电信号。如果一名团队成员在背包里携带了无线电探测器,他只需简单地走近这些样本就能识别出其中的阳性样本。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 纽约州康奈尔大学伊萨卡分校生物工程师Dan Luo说,CRISPR水凝胶是对其他响应性水凝胶的一次改进,因为科学家可以很容易地确定是什么触发了材料的变化。过去创造智能水凝胶时所使用的酶要么不能切割特定的DNA 序列,要么只能切割少量特定的序列,进而限制了它们的适应性。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " “我们现在正处于CRISPR的时代。”Collins说,“它已经接管了生物学和生物技术。我们已经证明,它现在可以进入材料和生物材料领域。” /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " CRISPR又被称为基因剪刀,是生物科学领域的游戏规则改变者,这种突破性的技术通过Cas9酶发现、切除并取代DNA的特定部分。 /span 这种技术的影响极其深远,从改变老鼠皮毛的颜色到设计不传播疟疾的蚊子和抗虫害作物,再到修正镰状细胞性贫血等各类遗传疾病等等。该技术十分精准、廉价、易于使用,并且非常强大。 /p
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