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原创之花开在南理校园:Nature子刊等连续报道曾海波团队锑烯实验突破
时间:2016-12-06 来源:科研 点击:


 
 
   
左图:锑烯理论模型;右图:实验所得锑烯

将论文写在中国的大地上,这是2016530日习近平总书记在全国科技创新大会上立足全局、高屋建瓴向中国科技工作者发出的动员令,启迪科技工作者既要仰望星空,又要脚踏实地。

     近年来,我校以“双一流”建设为新一轮发展的契机,调整人事制度,加大了人才引进力度;凝练学科优势,试点了研究特区。在材料学科方面,自2012年以来,相继成立了格莱特纳米科技研究所、纳米光电材料研究所等学术特区和研究机构,不断完善体制,在各自领域取得了相应成果。目前,学校在充分调研各研究机构运行效果的基础上,积极筹划建设前沿材料研究院,整合资源、突出特色、明确方向,将会带给材料学科新一轮的大发展。

与此同时,我校材料学的科学研究也屡获突破,获得了《Nature》系列期刊的连续报道2016620日,Nature Materials在线发表了我校材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授团队在新型航空航天材料TiAl合金方面的研究进展。

最近,20161115日,Nature Communications在线发表了我校新型显示材料与器件工信部重点实验室曾海波教授团队在新型二维材料锑烯实验方面的突破(Nature Comm. 2016, 7, 13352。同期,该团队另一锑烯实验进展也在线发表于《美国化学会会刊》(J. Am. Chem. Soc., 2016, DOI: 10.1021/jacs.6b08698.),与物理系阚二军教授合作的二维材料理论进展在线发表于Nano Letters 2016, DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b04630

值得注意的是,锑烯,作为一类新兴的原子级超薄二维材料,是由曾海波团队张胜利博士于2014年底在国际上率先理论发起(Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 3112),当时获得了NatureNanoWerkChemistryViewsMaterialViews15家国际学术媒体的亮点报道,被评论为“有望应用于蓝光LED等方面的新型二维材料”。至今一年多已获SCI引用100余次,成为了ESI千分之一高被引中的热点论文。随后,国际上大量科学家加入这一新兴领域。截止目前,该领域理论方面的文章已近200篇,正急需实验突破。

在以上《Nature Communications》、《J. Am. Chem. Soc.》论文中,曾海波教授团队报道了少层锑烯的制备方法、原子结构鉴定、优异的光学性能等系统的实验突破,让关于锑烯的研究从理论设计过渡到了实验探索的新阶段

首先,材料学院霍成学、吉建平两位博士生分别采用液相剥离、气相沉积方法,实现了大面积、高质量少层锑烯材料的制备;其次,材料测试中心刘吉梓博士采用球差校正高分辨透射电镜,鉴定了锑烯的精细原子结构,发现在环境氛围稳定存在的相结构正是前期张胜利博士理论预测的最稳定结构,对于领域后续理论与实验研究工作具有极大的指导意义;最后,和中科院理化技术研究所谢政研究员等的合作表明,锑烯具有优良的光限幅性能,在相同条件优于石墨烯(在此之前,石墨烯被普遍认为是目前性能最优越的光限幅二维材料),所制备的锑烯玻璃在532-2000 nm超长波段内展现出超过90%的激光限幅性能,从而在激光武器防护等国防领域具有重要的应用前景,经双方协商将在理化所承担的国防项目中运用此材料。

值得关注的是,以上工作都是立足于南理工自己的科研平台,以南理工全职人员为主要执行人,与国内外开展广泛合作的成果。以“锑烯”研究为例,参与单位包括美国波多黎各大学陈中方、美国哥伦比亚大学郝玉峰、中科院理化所谢政、武汉大学廖磊、东南大学倪振华等课题组,但是核心执行人员为我校材料学院博士生霍成学和吉建平、新引进的青年教师张胜利、刘吉梓、宋秀峰等,曾海波教授为课题的主要设计者,从而形成了“放眼世界,以我为主”的发展模式。当前正值新一轮学科建设关键期,如何“立足南理工自身,发展一流学科”是摆在南理工人面前的一道重要命题,对我校学科建设、平台建设、队伍建设、科学研究方面的典型案例或许能有所启示。

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