梳理西部地区优秀材料青年教师和他们的研究成果

江山代有才人出，长江后浪推前浪。科研大佬们光环夺目，材料新星们也气势如虹。下面为大家介绍西部地区一些科研成果突出的青椒们。星星之火，可以燎原。他们的研究工作或许没被大家熟知，但是却有颇多值得学习的地方。

高传博

高传博教授于2009年获得上海交通大学应用化学博士学位和瑞典斯德哥尔摩大学结构化学博士学位（联合培养）, 导师为车顺爱教授和Osamu Terasaki教授。2010年在美国加州大学河滨分校进行博士后研究工作, 导师为殷亚东教授。2012年9月任西安交通大学前沿院教授。在JACS、Angewandte Chemie、Chem、Nano Letters、ACS Nano等顶级期刊上面发表多篇论文。总被引＞2500，H-index: 27。

主要研究方向： 金属纳米材料的设计合成及应用的基础研究。1）贵金属纳米材料合成方法学研究；2）金属合金、多孔、核壳及复合纳米结构；3）贵金属纳米材料的光学性质及表面增强拉曼散射性质；4）超小/超细/超薄贵金属及其合金纳米材料的精准合成及催化性质；5）面向新能源应用的贵金属纳米材料。

代表性成果：

1. 用于高性能SERS的多孔Au-Ag纳米球。Porous Au-Ag Nanospheres with High-Density and Highly Accessible Hotspots for SERS Analysis。Nano Lett.，2016, 16, 3675-3681。第一作者为刘凯博士。

简介：作者们报道了一种用于制造包含大量固有热点的多孔Au-Ag合金纳米粒子的去合金工艺。该纳米粒子被包裹在超薄的空心二氧化硅壳中，从而消除了常规有机封端配体对稳定化的需求，产生具有清洁表面的胶体等离子体纳米颗粒，因此热点的可及性很高。结果显示，这些新颖的纳米结构具有优异的SERS活性，单颗粒（非共振条件）的增强因子约为1.3×10⁷，有望用于许多基于SERS的分析和生物医学领域。

图二 Au-Ag合金纳米球的制备以及形貌

2. 水相合成Pt与非贵金属合金超细纳米线用于碱性HER。Aqueous Synthesis of Ultrathin Platinum/Non-Noble Metal Alloy Nanowires for Enhanced Hydrogen Evolution Activity。Angew. Chem. Int. Ed. DOI：10.1002/anie.201806194。第一作者是刘钊钧。

简介: 作者们通过将亚硫酸盐引入水性合成物中来克服贵金属与廉价金属之间还原电势上的巨大差距。该亚硫酸盐辅助的合成机理类似于化学镀，产生了Pt-M（M = Ni，Co，Fe）合金纳米线的胶体。具有超细形貌（~2.6 nm）和极高的产量。亚硫酸盐还导致表面M-S键的形成，因此原子级的Pt/M-S(OH）界面在碱性条件下极大地促进了氢的释放动力学。在1 M KOH中用3 µg Pt在70 mV的超电势下可达到75.3 mA cm^-2的活性，优于先前报道的催化剂。

图三 超细Pt-M合金纳米线的形貌与XRD表征

李飞

李飞教授是西安交通大学电工学院教授、电子材料研究所副主任；在Science、Nature Materials等多个国际著名学术期刊发表论文100余篇；获 2015 年国家自然科学二等奖、2014年高等学校科学研究优秀成果奖（自然科学奖）等；获 2019 年度国家自然科学基金优秀青年科学基金项目资助；入选 2020 的“ IEEE UFFC青年讲习学者（IEEE UFFC Star Ambassador Lectureship Award）”。

研究领域包括：1. 压电材料与器件研究；2. PT基弛豫铁电单晶的超高压电响应起源研究； 3. 基于畴和局域结构工程优化铁电材料压电性能的研究；4. 弛豫铁电体的相场模拟。

代表性成果:

1．Sm掺杂的 Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃单晶的大压电效应。Giant piezoelectricity of Sm-doped Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃ single crystals, Science, 2019, 364, 264–268。

简介：作者们设计并生长了钐掺杂的铌镁酸铅-钛酸铅压电单晶，成功将“增强的局域结构无序性”、“准同型相界”和“工程畴结构”三种高压电效应的起因有机结合，大幅度提高了弛豫铁电单晶的压电和介电性能，压电系数最高达4000皮库伦每牛顿以上，介电常数达12000以上，较之非掺钐的同组分的铌镁酸铅-钛酸铅压电单晶的性能提高约一倍；同时，利用钐元素在晶体生长过程中的分凝特点，优化了单晶棒性能的均匀性，为高频医疗超声探头和高精度与大位移压电驱动器奠定了新的压电单晶材料基础。基于第一性原理计算，研究团队还发现，钐掺杂的铌镁酸铅-钛酸铅晶体相变温度下降很可能是由于钐掺入而随之产生的铅空位所致。这一发现将为今后进一步优化弛豫铁电单晶的综合性能提供理论参考。

图四 样品的原子级分辨率的HADDF-STEM图像

2. 有超高压电效应的透明铁电单晶。Transparent ferroelectric crystals with ultrahigh piezoelectricity。Nature，2020，577，350。

简介：作者们利用交变电场来极化PMN-PT铁电晶体，从而完全消除了对光有散射作用的铁电畴壁，从而获得了兼具高压电系数（>2100 pC/N）、高电光系数（220 pm/V）和理论极限透光率的铁电晶体材料。这项研究工作所获得的透明压电晶体将有效地推动声-光-电多功能耦合器件的设计与开发，例如透明触觉传感器、具有能量收集功能的透明压电触摸屏、用于光声成像的高性能透明超声换能器等。此外，在压电机理研究方面，基于相场模拟和原位实验表征，研究团队还发现，在PMN-PT晶体中，减小畴壁密度（或增大电畴尺寸）可使晶体压电和介电性能大幅增加，挑战了人们长期以来由于钛酸钡晶体研究工作而形成的高畴壁密度产生高压电效应的传统认识，为今后压电材料的设计提供了思路。

图五 样品的相场模拟图

席聘贤

2005年本科毕业于兰州大学应用化学专业，2010年12月获兰大无机化学博士学位， 2009年在美国布朗大学联合培养从事博士研究工作。2011年回兰大任教，2019年获得优秀青年科学基金。在J. Am. Chem. Soc.、 Adv. Mater.、 ACS Nano和Adv. Funct. Mater. 等期刊发表多篇论文。总被引大于4,300次，H-idex：38。

研究方向：无机功能纳米材料的控制合成及其在能源催化上的应用。

代表性成果：

Ni-C-N纳米片作为析氢反应的催化剂。Ni−C−N Nanosheets as Catalyst for Hydrogen Evolution Reaction。J. Am. Chem. Soc.，2016, 138, 14546−1454。

简介：作者们报告了准备混合Ni-C-N纳米片的便捷的氮化/剥离过程。这些纳米片的厚度小于2 nm，化学稳定且具有金属导电性。它们可在0.5 M H₂SO₄、1.0 M KOH或1.0 M PBS（pH = 7）中，Ni-C-N纳米片可用作氢释放反应的可靠催化剂。在0.5 M H₂SO₄中以34.7 mV的起始电势，60.9 mV的过电势（j = 10mAcm^-2）催化氢析出反应，并具有出色的长期稳定性（测试70 h后电流下降约10％））。

图六 Ni-C-N纳米片的形貌等表征

熊杰

熊杰教授于2002年本科毕业于电子科技大学应用化学专业，2007年获电子科大材料物理化学博士学位，同年留校工作。2009年-2010年在美国Los Alamos国家实验室超导中心（Superconductor Technology Center）从事博士后研究，2010年-2011年在美国Los Alamos国家实验室综合纳米技术中心（Center for Integrated Nanotechnology）任助理研究员。国家优秀青年科学基金获得者，四川省学术和技术带头人，教育部新世纪优秀人才，四川省千人计划，四川省杰出青年学术技术带头人，电子科技大学百人计划。低维功能材料与量子器件研究所所长。现为美国材料研究协会（MRS），美国真空协会（AVS），美国物理学会（APS），IEEE会员。

主要研究方向：1. 新型二维材料与器件；2. 超导纳米单光子探测关键技术研究；3. 光电材料与器件及储能元件研究；4. 超导量子集成芯片研究；5. 钙钛矿有机半导体材料及光电器件研究；6. YBCO高温超导带材研究。

代表性成果：

超导-绝缘相变中的玻色金属态。Intermediate bosonic metallic state in the superconductor-insulator transition。Science，2019，366，1505-1509。

简介：研究者们首次在高温超导纳米多孔薄膜中完全证实了量子金属态的存在。通过调节反应离子刻蚀的时间，在高温超导钇钡铜氧（YBCO）多孔薄膜中实现了超导—量子金属—绝缘体相变。通过极低温输运测试发现，超导、金属与绝缘这三个量子态都有与库珀电子对相关的h/2e周期的超导量子磁导振荡，证明量子金属态是玻色金属态，揭示出库珀对玻色子对于量子金属态的形成起到了主导作用。

图七 纳米孔调制的YBCO薄膜中的超导体-异常金属-绝缘体转变

刘明侦

刘明侦于2011年在英国布里斯托大学获学士学位。英国剑桥大学硕士、牛津大学光电光伏研发中心博士。现为电子科技大学材料与能源学院副院长、教授、博士生导师。应用化学中心主任。国家重点研发计划“纳米科技”青年项目首席科学家，第二十二届中国青年五四奖章获得者，刘明侦教授近年来已在《自然》、《能源与环境科学》等高水平杂志上发表多篇论文，其中，在《自然》发表的首篇平板异质钙钛矿太阳能电池的论文SCI他引超过5000余次，成为钙钛矿太阳能电池领域单篇引用最高且最具有里程碑意义的重要论文之一。

主要研究方向：1.钙钛矿太阳能电池；2.太阳能电池与新一代薄膜电池叠加新技术；3. 以钙钛矿材料为基础，实现新材料在更广泛光学器件上的应用。

代表性成果：

通过抑制空穴传输层中锂盐团聚提高钙钛矿太阳能电池效率。Inhibited aggregation oflithium saltin spiro-OMe TAD toward highly efficient perovskite solar cells。Nano Energy, 2020, 70, 104483.

简介：刘明侦教授课题组提出了一种将少量的PbI₂掺入到钙钛矿器件中的空穴传输层中的方法。实验计算结果和测试结果表明，PbI₂可以和空穴传输层中的添加物TBP形成络合物。透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）测试结果显示，相比于单独的TBP分子，少量的PbI₂-TBP络合物能够有效抑制空穴传输层中锂盐的团聚，从而明显提升空穴传输层的表面形貌。课题组进一步分析了PbI₂的引入对器件光电性能的影响。利用空间电荷限制电流法（SCLC）测试发现掺入PbI₂的空穴传输层的空穴迁移率从6.61×10^-3cm²ּ∙V^-1ּ∙s^-1提升到1.07×10^-2cm²ּ∙V^-1ּ∙s^-1。而且瞬态PL测试则证明掺入PbI₂后，空穴传输层和钙钛矿的界面具有更高的电荷提取效率。加入PbI₂的器件光电性能具有显著的提升，光电转化效率提高超过20%。

图八 器件制备流程和电镜图

邓旭

邓旭于2013在德国马克思普朗克高分子研究所取得博士学位。2013在马普高分子研究所进行博士后研，2014-2015 在美国加州大学伯克利/劳伦斯伯克利国家实验室从事博士后研究。2015至今在电子科技大学基础与前沿研究院任教授。

研究方向：胶体与界面、材料表面改性、液滴传输、智能高分子材料。

代表性工作：

液滴的快速长距离自驱动传输。Surface charge printing for programmed droplet transport。Nat. Mater.，2019, 18, 936。

简介：该论文第一次引入电荷梯度的概念，即表面电荷密度梯度 (SCD gradient)，通过控制撞击高度的连续变化，打印出具有表面电荷密度梯度的特定路径，进而引导水滴的自推进，成功地实现了液滴的快速、长程、无损失传输。这种室温下类似莱登夫洛施特（Leidenfrost）的传输能以高达1.1 m/s的速度自推进，传输距离理论上无限制。基于这种表面电荷密度梯度介导的液滴运输，研究人员展示了以水滴作为轮子的小车沿带电路径自推进的过程 (Cargo device)。同时，还发展了基于表面电荷打印方法的无枪头式移液枪(Tipless pipette)，可用于低表面能和高粘度液滴的无损失转移。

图九 该材料上表面电荷密度梯度下水滴转移示意图。

康毅进

康毅进于2005在复旦大学获得本科学位。2006于美国宾夕法尼亚大学获得博士学位。2012-2015在美国阿贡国家实验室从事博士后工作。2015加盟电子科技大学 任教授。康毅进在Science，Nature Catalysis，Angewandte Chemie，Nano Letters 和 Journal of the American Chemical Society 等顶尖学术期刊上发表论文38篇，论文总引用次数超过5700次，H-index：26。

主要研究方向：1. 过渡金属基纳米材料的可控合成与机理研究；2. 能源相关电催化包括二氧化碳还原、氧还原等；3. 高性能电池。

代表成果：

首次水相合成二维铜纳米片用于电催化CO还原。Two-dimensional copper nanosheets for electrochemical reduction of carbon monoxide to acetate。Nature Catalysis,  2019, 2, 423–430。

简介：在本研究中合成了结构规整的Cu纳米片用于CO电还原，在2 M  KOH电解液中，实现了48%的法拉第效率（Faradaic efficiency），乙酸盐的分电流密度可达131 mA cm^-2（已达到商业化电流密度要求>100 mA cm^-2）。进一步研究发现，铜纳米片主要暴露的是{111}晶面，Cu {111}晶面抑制乙醇和乙烯等多碳产物从而提升了乙酸盐的选择性。该研究不仅使CO高选择性和高效地电还原为有价值的化学品迈上了新台阶，而且作为模型催化剂为CO电还原制多碳产物的机理研究提供了更深入的认识。

图十 二维铜纳米片和对照样品的形貌表征

李峰

李峰教授于2006年毕业于天津大学药学院获理学学士学位，2013年获University of Alberta分析化学博士学位，导师：X. Chris Le院士。2013年在University of Alberta临床医学及病理学系做博士后。2013年在University of California, Irvine分校干细胞研究中心做访问学者。2018加入四川大学化学学院任特聘研究员，博导。

主要研究方向： 1. 开发用于分散条件下的核酸检测和蛋白质检测的高级工具。 2. DNA纳米技术的基础和应用，将DNA编程到具有可预测行为和功能的各种纳米设备和纳米机器中。

代表性成果：

使用随机DNA Walker探测和控制生物分子-纳米粒子界面的动态相互作用。 Probing and Controlling Dynamic Interactionsat Biomolecule−Nanoparticle Interfaces UsingStochastic DNA Walkers。ACS Nano 2019, 13, 8106−8113。

简介：作者们报告了一种自下而上的方法来组装一系列能够探测在生物纳米界面发生的动态相互作用的随机DNA Walker。系统地研究了各种界面因素的影响，包括分子内相互作用、方向、协同作用、空间效应、多价和结合障碍对球形核酸界面处酶行为的影响。作者的机理研究揭示了各种界面因素的关键作用，这些因素显着改变了整体溶液中的分子结合和酶促行为。对生物-纳米界面的更好理解可以促进基于纳米粒子的生物传感器和/或功能设备的更好设计和操作。作者成功地证明了对生物纳米界面的更好理解有助于合理化核酸和抗体可扩增生物传感器的设计。

图十三 酶与基底相互作用的图示

【总结】

国家科研之新生力量，蓬勃发展新希望。青椒们加油。

欢迎在留言中补充你心中的优秀青年教授。

本文由踏浪供稿。

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