科研動(dòng)態(tài)

學(xué)院鄒如強(qiáng)、王明超與合作者在Nature Chemistry發(fā)表二維共軛聚合物晶態(tài)多孔材料制備新進(jìn)展

層狀堆疊形成的結(jié)晶型二維共軛聚合物（亦稱(chēng)二維共軛共價(jià)有機(jī)框架），是一類(lèi)兼具面內(nèi)長(zhǎng)程π共軛與面外電子耦合特性的有機(jī)二維晶體材料。其中，二維聚（亞芳基亞乙烯）（亞乙烯基連接的二維共價(jià)有機(jī)框架）憑借相較于傳統(tǒng)亞胺鍵連接的二維共價(jià)有機(jī)框架（二維聚亞胺）更優(yōu)異的π共軛特性，在（光）電子器件、光催化以及電化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域備受關(guān)注。然而，傳統(tǒng)聚合反應(yīng)的可控性不足，導(dǎo)致現(xiàn)有二維聚（亞芳基亞乙烯）的晶疇尺寸普遍小...

2026-01-21

學(xué)院莫凡洋課題組在《Acc. Chem. Res.》系統(tǒng)闡述自動(dòng)化與AI輔助色譜分離研究

色譜技術(shù)是化學(xué)研究與工業(yè)生產(chǎn)中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的分析與純化方法之一，廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、材料制備、藥物研發(fā)和精細(xì)化工等領(lǐng)域，其分離效率和可靠性直接影響化學(xué)研究與工程實(shí)踐的整體質(zhì)量。然而，色譜行為由分子結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)條件與分離介質(zhì)等多因素共同決定，機(jī)理復(fù)雜、耦合性強(qiáng)，長(zhǎng)期以來(lái)色譜方法的建立與優(yōu)化主要依賴(lài)研究者經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試錯(cuò)，難以形成系統(tǒng)化、可遷移的預(yù)測(cè)模型，制約了分離效率提升與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性。在此...

2025-12-24

學(xué)院潘鋒教授與合作者在《JACS》報(bào)道分級(jí)氫鍵網(wǎng)絡(luò)調(diào)控硝酸鹽還原合成氨反應(yīng)研究進(jìn)展

電催化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)能源轉(zhuǎn)化與碳減排的關(guān)鍵路徑。當(dāng)前，工業(yè)廢水中高濃度硝酸鹽污染以及化肥生產(chǎn)過(guò)程中的高能耗問(wèn)題，已成為環(huán)境與能源領(lǐng)域面臨的雙重挑戰(zhàn)。電化學(xué)硝酸鹽還原反應(yīng)（NO?RR）能夠在常溫常壓下將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為高附加值的氨產(chǎn)物，為上述問(wèn)題提供了具有前景的解決方案。然而，該反應(yīng)涉及復(fù)雜的多電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，并易受析氫副反應(yīng)干擾，限制了其實(shí)際應(yīng)用效率。因此，深入揭示界面反應(yīng)機(jī)理對(duì)于設(shè)計(jì)高效NO?RR催化劑...

2025-11-25

新材料學(xué)院、深圳屹艮科技、寧德時(shí)代聯(lián)合綜述：AI賦能BDA軟件助力下一代鋰離子電池設(shè)計(jì)

研究背景：在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的背景下，鋰離子電池作為核心電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，其研發(fā)正面臨能量密度逼近極限、新一代電池系統(tǒng)存在安全性及壽命問(wèn)題等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)根植于電池研發(fā)流程固有的“跨尺度、長(zhǎng)流程、多因素”的復(fù)雜特性：從原子納米尺度的微觀化學(xué)反應(yīng)到米級(jí)電芯模組的宏觀電化學(xué)性能，在時(shí)間和空間兩個(gè)維度上跨度極大；從材料設(shè)計(jì)到電芯制造需要漫長(zhǎng)的過(guò)程且嚴(yán)重依賴(lài)實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)；多重物理化學(xué)場(chǎng)相互耦合，使得電池...

2025-11-08

張錦院士團(tuán)隊(duì)與合作者在《Matter》發(fā)表高強(qiáng)高韌芳綸纖維制備重要成果

在防彈裝甲、車(chē)輛防護(hù)、航空航天等沖擊防護(hù)領(lǐng)域，纖維材料的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)韌性是決定防護(hù)效果的關(guān)鍵性能指標(biāo)。然而，當(dāng)前廣泛使用的高分子纖維材料仍面臨著諸多挑戰(zhàn)：一方面，由于纖維內(nèi)部聚合物鏈取向度低、孔隙率高以及界面相互作用弱，使得其在受到外力沖擊時(shí)聚合物鏈易發(fā)生滑移，難以充分發(fā)揮材料本征強(qiáng)度與韌性。目前，高分子纖維的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度普遍低于8 GPa，動(dòng)態(tài)韌性不足300 MJ·m–3，遠(yuǎn)未達(dá)到理想應(yīng)用水平。另一方面，材...

2025-11-05

學(xué)院楊世和團(tuán)隊(duì)Nature Photonics：氣相后處理法賦能高性能全印刷碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池模組

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因其優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)化效率和低成本制造潛力而受到廣泛關(guān)注，然而在實(shí)際應(yīng)用中，長(zhǎng)期穩(wěn)定性不足以及大面積模組性能衰減等問(wèn)題，仍是制約其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸。與傳統(tǒng)金屬電極相比，碳電極具有成本低、穩(wěn)定性高、疏水性好等優(yōu)勢(shì)，有助于提升器件的整體穩(wěn)定性；同時(shí)，碳電極更易與印刷工藝兼容，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)全印刷鈣鈦礦模組的理想選擇。然而，盡管前景廣闊，碳基模組的光電轉(zhuǎn)換效率卻長(zhǎng)期顯著落后于金屬電極...

2025-11-03

學(xué)院潘鋒團(tuán)隊(duì)提出基于拓?fù)鋽?shù)據(jù)分析的材料結(jié)構(gòu)特征提取新方法

在人工智能驅(qū)動(dòng)材料設(shè)計(jì)迅速發(fā)展的背景下，如何以科學(xué)、可解釋且高效的方式從復(fù)雜材料結(jié)構(gòu)中提取關(guān)鍵特征，已成為實(shí)現(xiàn)智能材料發(fā)現(xiàn)的核心挑戰(zhàn)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)化學(xué)作為一種將材料微觀結(jié)構(gòu)映射為數(shù)學(xué)拓?fù)淠Ｐ偷难芯糠椒ǎ陙?lái)在材料基因組工程、催化活性探索以及能量材料設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，展現(xiàn)出強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)表征與性質(zhì)預(yù)測(cè)能力。北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院潘鋒教授團(tuán)隊(duì)近年來(lái)致力于圖論/拓?fù)鋽?shù)據(jù)分析方法及其在結(jié)構(gòu)特征提取中的拓展與...

2025-10-28

學(xué)院鄭家新/許賢祺團(tuán)隊(duì)新進(jìn)展：揭示Cu2+對(duì)鈉離子層狀正極材料空氣穩(wěn)定性的作用機(jī)制

鈉離子電池（SIB）因其資源豐富、成本低廉以及較高的能量密度，被視為極具發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮鷥?chǔ)能體系。在眾多鈉離子電池正極材料中，層狀氧化物因其優(yōu)異的離子電導(dǎo)率和簡(jiǎn)便的合成工藝而備受關(guān)注。然而，該類(lèi)材料在空氣中易與H2O、CO2和O2等發(fā)生反應(yīng)，生成雜質(zhì)相，導(dǎo)致活性鈉離子損失、能量密度下降及結(jié)構(gòu)退化，嚴(yán)重影響其循環(huán)穩(wěn)定性與規(guī)模化制造成本。為提升其空氣穩(wěn)定性，研究界已提出層間距調(diào)控、成分優(yōu)化及表面修飾等多種策略...

2025-10-23

學(xué)院潘鋒團(tuán)隊(duì)在《先進(jìn)材料》發(fā)表高性能鈷酸鋰界面電化學(xué)重構(gòu)研究進(jìn)展

鈷酸鋰（LiCoO2，LCO）是目前廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦及高速無(wú)人機(jī)等鋰離子電池的主流正極材料。當(dāng)前該材料發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于，如何在提升充電截止電壓以實(shí)現(xiàn)高能量密度的同時(shí)，保持其循環(huán)穩(wěn)定性。當(dāng)充電截止電壓提高至4.55 V（vs. Li/Li+）及以上時(shí)，劇烈的正極/電解質(zhì)界面副反應(yīng)會(huì)引發(fā)材料表面結(jié)構(gòu)及正極/電解質(zhì)界面相（CEI）結(jié)構(gòu)退化，導(dǎo)致電極極化加劇、容量快速衰減、循環(huán)穩(wěn)定性下降，并削弱高壓相變過(guò)程的可逆性，從...

2025-10-16

學(xué)院潘鋒教授與合作者在《先進(jìn)材料》發(fā)文總結(jié)聚合物固態(tài)鋰電池界面性能提升的機(jī)理與方法

聚合物復(fù)合電解質(zhì)（PCEs）在提升電池安全性、穩(wěn)定性和能量密度方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)高能量密度儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵材料之一。然而，PCEs在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨嚴(yán)峻的界面挑戰(zhàn)，尤其是在高電壓或高能量密度體系中，界面不穩(wěn)定、副反應(yīng)頻發(fā)及界面相容性差等問(wèn)題更為突出，嚴(yán)重制約了離子傳導(dǎo)效率與電池整體性能。因此，系統(tǒng)分析高能量密度條件下的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，并提出針對(duì)性解決方案，對(duì)推動(dòng)下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展具有重要意義。盡管已...

2025-10-09