高功率激光单元技术研发中心2008年数据资料

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1 高 性 能 陶 瓷 和 超 微 结 构 国 家 重 点 实 验 室 年 报 一 基 本 信 息 实 验 室 中 文 名 称 : 高 性 能 陶 瓷 超 微 结 构 国 家 重 点 实 验 室 实 验 室 英 文 名 称 :State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructures, 实 验 室 代 码 :1991DA 依 托 单 位 : 中 国 科 学 院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 实 验 室 主 任 : 施 剑 林 实 验 室 学 术 委 员 会 主 任 : 江 东 亮 通 讯 地 址 : 上 海 市 定 西 路 1295 号 联 系 人 : 施 剑 林 联 系 电 话 : 传 真 : jlshi@sunm.shcnc.ac.cn 网 址 : 学 科 与 学 位 点 : 学 科 1 学 科 2 学 科 3 名 称 代 码 名 称 代 码 名 称 代 码 学 科 分 类 结 构 陶 瓷 E0203 无 机 非 金 属 E0207 功 能 陶 瓷 E0204 类 光 电 信 息 与 功 能 材 料 硕 士 点 1 材 料 物 理 与 化 学 ;2 材 料 学 ;3 物 理 化 学 ; 4 材 料 工 程 1 材 料 物 理 与 化 学 ;2 材 料 学 ;3 物 理 化 学 ; 4 材 料 工 程 1 材 料 物 理 与 化 学 ;2 材 料 学 ;3 物 理 化 学 ; 4 材 料 工 程 博 士 点 同 上 同 上 同 上 博 士 后 站 同 上 同 上 同 上 研 究 性 质 基 础 研 究 应 用 基 础 研 究 社 会 公 益 性 研 究 高 技 术 研 发 归 口 领 域 ( 选 1 项 ) 化 学 数 理 地 学 生 命 科 学 医 学 科 学 信 息 材 料 工 程 注 : 学 科 与 代 码 可 参 考 国 务 院 学 位 办 颁 布 的 授 予 博 士 硕 士 学 位 和 培 养 研 究 生 的 学 科 专 业 目 录

2 二 实 验 室 概 况 实 验 室 基 本 概 况 : 高 性 能 陶 瓷 和 超 微 结 构 国 家 重 点 实 验 室 的 前 身 是 1988 年 4 月 经 国 家 计 委 和 中 国 科 学 院 批 准 建 立 的 中 国 科 学 院 高 性 能 陶 瓷 和 超 微 结 构 开 放 实 验 室, 依 托 于 中 国 科 学 院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 1989 年 1 月 正 式 对 外 开 放,1991 年 纳 入 国 家 重 点 实 验 室 系 列, 同 年 通 过 第 一 次 国 家 评 估, 被 评 为 A 类 实 验 室 1995 年 11 月 通 过 国 家 验 收,1997 年 2003 年 2008 年 分 别 通 过 第 二 次 第 三 次 第 四 次 国 家 评 估, 其 中 两 次 被 评 为 A 类 实 验 室 1999 年 进 入 中 国 科 学 院 知 识 创 新 工 程 基 地 - 中 国 科 学 院 高 新 技 术 发 展 基 地 经 过 二 十 余 年 的 工 作 积 累, 高 性 能 陶 瓷 和 超 微 结 构 国 家 重 点 实 验 室 的 科 研 综 合 竞 争 能 力 明 显 提 升, 涌 现 了 一 批 重 要 科 技 创 新 成 果 ; 在 基 础 研 究 方 面, 发 表 高 质 量 的 SCI 论 文 数 逐 年 增 长 ; 在 应 用 基 础 研 究 方 面, 研 究 成 果 与 高 科 技 尖 端 领 域 应 用 密 切 衔 接 实 验 室 人 才 队 伍 结 构 不 断 优 化, 队 伍 代 际 转 移 基 本 完 成, 已 形 成 以 我 国 著 名 材 料 科 学 家 和 中 青 年 科 学 家 为 学 术 带 头 人 以 青 年 科 研 人 员 为 主 要 学 术 骨 干 具 有 国 际 学 术 水 准 的 基 础 和 应 用 基 础 研 究 队 伍 目 前, 著 名 材 料 学 家 两 院 院 士 ( 资 深 院 士 ) 严 东 生 先 生 任 实 验 室 名 誉 主 任, 施 剑 林 研 究 员 任 实 验 室 主 任, 中 国 工 程 院 院 士 江 东 亮 先 生 任 实 验 室 学 术 委 员 会 主 任 实 验 室 已 成 为 国 内 外 重 要 的 无 机 材 料 研 究 基 地 之 一, 可 以 培 养 硕 士 及 博 士 研 究 生, 并 设 有 博 士 后 流 动 站 实 验 室 的 发 展 正 处 在 良 性 上 升 态 势 实 验 室 总 体 目 标 : 高 性 能 陶 瓷 和 超 微 结 构 国 家 重 点 实 验 室 紧 紧 瞄 准 国 家 重 大 需 求 与 关 键 科 学 技 术 问 题, 把 握 国 际 科 学 前 沿 与 交 叉 学 科 发 展 趋 势, 以 结 构 / 功 能 一 体 化 材 料 能 源 与 环 境 材 料 生 物 医 用 材 料 超 微 结 构 与 计 算 材 料 为 主 要 研 究 对 象, 结 合 化 学 物 理 学 电 子 学 生 物 学 等 基 础 理 论 和 研 究 方 法, 在 先 进 无 机 材 料 的 结 构 设 计 制 备 技 术 以 及 新 材 料 应 用 等 方 面 开 展 一 系 列 原 创 性 开 拓 性 的 定 向 基 础 研 究 和 前 瞻 性 探 索 研 究, 为 先 进 无 机 非 金 属 材 料 工 程 化 研 究 和 产 业 化 发 展 不 断 提 供 知 识 和 技 术 基 础, 使 实 验 室 在 先 进 无 机 材 料 科 学 与 工 程 研 究 领 域 保 持 国 内 的 领 先 地 位 实 验 室 已 成 为 我 国 在 无 机 非 金 属 材 料 特 别 是 在 先 进 陶 瓷 材 料 及 相 关 前 沿 方 向 开 拓 研 究 领 域, 开 展 高 水 平 基 础 研 究 和 应 用 基 础 研 究 的 基 地 ; 成 为 开 展 高 层 次 国 际 交 流 与 合 作 研 究 的 基 地 ; 成 为 吸 引 与 聚 集 优 秀 科 学 家 和 培 养 青 年 科 技 人 才 的 基 地 实 验 室 学 术 方 向 : 高 性 能 陶 瓷 和 超 微 结 构 国 家 重 点 实 验 室 以 高 性 能 无 机 非 金 属 材 料 的 设 计 理 论 及 结 构 与 材 料 性

3 能 关 系 材 料 合 成 的 物 理 化 学 与 制 备 科 学 新 材 料 探 索 等 方 面 的 基 础 与 应 用 基 础 研 究 为 研 究 主 线 和 主 要 研 究 方 向 通 过 承 担 国 家 相 关 任 务, 开 展 先 进 无 机 非 金 属 材 料 的 应 用 基 础 研 究, 以 满 足 国 家 经 济 建 设 和 国 防 安 全 对 先 进 无 机 非 金 属 材 料 的 迫 切 需 求 ; 同 时 积 极 进 行 新 材 料 新 方 法 和 新 性 能 的 探 索, 开 展 相 关 理 论 研 究 和 理 论 体 系 建 立, 推 动 无 机 非 金 属 材 料 科 学 的 发 展 具 体 研 究 方 向 分 为 以 下 四 个 方 面 : 1) 结 构 / 功 能 一 体 化 材 料 : 重 点 开 展 高 性 能 无 机 材 料 的 多 层 次 组 织 结 构 设 计 掺 杂 改 性 成 分 设 计 材 料 和 器 件 功 能 的 仿 生 设 计 结 构 陶 瓷 材 料 重 点 开 展 碳 化 物 及 其 复 合 材 料 氮 化 物 透 / 阻 波 陶 瓷 超 高 温 陶 瓷 以 及 YAG:RE 激 光 陶 瓷 制 备 科 学, 发 展 超 常 服 役 条 件 的 特 种 金 属 / 陶 瓷 纤 维 / 陶 瓷 有 机 / 无 机 复 合 材 料 设 计 与 制 备 科 学, 发 展 陶 瓷 材 料 在 极 端 制 备 条 件 下 的 烧 结 新 概 念 和 新 理 论 ; 功 能 材 料 重 点 开 展 能 带 可 调 的 ZnO 外 场 响 应 材 料 PMN-PT 光 电 转 换 材 料 无 铅 压 电 陶 瓷 和 薄 膜 新 型 闪 烁 单 晶 新 型 红 外 玻 璃 等 无 机 材 料 等 ; 2) 能 源 与 环 境 材 料 : 能 源 材 料 重 点 开 展 金 属 间 化 合 物 热 电 材 料, 用 于 太 阳 能 电 池 的 石 墨 烯 复 合 材 料 碳 纳 米 管 复 合 导 电 膜 ZnO 薄 膜 等 ; 环 境 材 料 重 点 开 展 以 污 水 / 废 气 治 理 为 目 的 的 介 孔 基 纳 米 复 合 材 料 铋 基 复 合 氧 化 物 光 催 化 材 料 智 能 温 控 的 节 能 窗 膜 材 料 超 亲 水 自 清 洁 涂 层 材 料 3) 生 物 医 用 材 料 : 重 点 开 展 无 机 材 料 的 生 物 医 学 应 用, 重 大 疾 病 的 早 期 诊 断 与 治 疗 用 分 子 影 像 探 针 与 纳 米 药 物 载 体, 生 物 活 性 材 料 与 组 织 工 程 支 架 材 料, 无 机 生 物 活 性 涂 层 技 术 及 其 医 用 植 入, 用 于 生 物 医 学 光 学 治 疗 的 新 型 激 光 全 光 纤 材 料 4) 超 微 结 构 与 计 算 材 料 : 重 点 开 展 以 计 算 材 料 科 学 为 主 体 的 新 材 料 设 计 性 能 预 测 和 优 化, 材 料 多 尺 度 微 结 构 表 征 方 法 和 评 价 技 术, 陶 瓷 基 材 料 界 面 的 微 观 设 计 和 含 界 面 材 料 的 微 结 构 演 化, 外 场 作 用 下 材 料 的 相 变 应 变 反 应 缺 陷 扩 散 机 制 和 界 面 行 为

4 三 人 员 信 息 1 学 术 委 员 会 序 号 姓 名 性 别 国 别 学 委 会 职 务 职 称 是 否 院 士 工 作 单 位 1 江 东 亮 男 中 国 主 任 研 究 员 院 士 中 科 院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 2 欧 阳 平 凯 男 中 国 副 主 任 教 授 院 士 南 京 工 业 大 学 3 赵 东 元 男 中 国 副 主 任 教 授 院 士 复 旦 大 学 4 周 玉 男 中 国 副 主 任 教 授 院 士 哈 尔 滨 工 业 大 学 5 严 东 生 男 中 国 委 员 研 究 员 院 士 中 科 院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 6 郭 景 坤 男 中 国 委 员 研 究 员 院 士 中 科 院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 7 周 廉 男 中 国 委 员 研 究 员 院 士 西 北 有 色 金 属 研 究 院 8 袁 渭 康 男 中 国 委 员 教 授 院 士 华 东 理 工 大 学 9 李 龙 土 男 中 国 委 员 教 授 院 士 清 华 大 学 10 薛 群 基 男 中 国 委 员 研 究 员 院 士 中 科 院 兰 州 化 学 物 理 研 究 所 11 王 曦 男 中 国 委 员 研 究 员 院 士 中 科 院 上 海 微 系 统 研 究 所 12 李 晓 光 男 中 国 委 员 教 授 否 中 国 科 学 技 术 大 学 13 陆 卫 男 中 国 委 员 研 究 员 否 中 科 院 上 海 技 术 物 理 研 究 所 14 张 荻 男 中 国 委 员 教 授 否 上 海 交 通 大 学 15 周 延 春 男 中 国 委 员 研 究 员 否 中 科 院 金 属 研 究 所 16 罗 宏 杰 男 中 国 委 员 教 授 否 上 海 大 学 17 高 濂 男 中 国 委 员 教 授 否 上 海 交 通 大 学 18 陈 立 东 男 中 国 委 员 研 究 员 否 中 科 院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 19 殷 庆 瑞 男 中 国 委 员 研 究 员 否 中 科 院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 20 施 剑 林 男 中 国 委 员 研 究 员 否 中 科 院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 2 队 伍 建 设 研 究 单 元 序 号 研 究 单 元 学 术 带 头 人 其 它 固 定 人 员 名 单 1 结 构 / 功 能 一 体 化 材 料 郭 景 坤 江 东 亮 黄 政 仁 董 绍 明 张 国 军 刘 茜 刘 岩 曾 宇 平 蒋 丹 宇 杨 勇 黄 晓 靳 喜 海 张 兆 泉 张 景 贤 刘 学 建 张 翔 宇 丁 玉 生 姚 秀 敏 2 能 源 与 环 境 材 料 施 剑 林 金 平 实 孙 静 李 效 步 文 博 高 彦 峰 史 迅 郑 仁 奎 陈 民 王 文 中 郭 向 欣 航 榕 刘 阳 桥 张 玲 霞 3 生 物 医 用 材 料 常 江 朱 英 杰 刘 宣 勇 高 建 平 吴 成 铁 林 开 利 4 超 微 结 构 与 计 算 材 料 顾 辉 张 文 清 徐 钫 钫 曾 毅 刘 建 军 席 丽 丽 固 定 人 员 名 单 序 号 姓 名 性 别 出 生 日 期 职 务 职 称 所 学 专 业 工 作 性 质 1 严 东 生 男 委 员 院 士 材 料 学 研 究 2 郭 景 坤 男 委 员 院 士 材 料 学 研 究 3 江 东 亮 男 学 术 委 员 会 主 院 士 材 料 学 研 究 任 4 金 平 实 男 研 究 员 材 料 物 理 化 学 研 究 5 常 江 男 研 究 员 生 物 学 研 究

5 6 刘 茜 女 副 主 任 研 究 员 材 料 学 研 究 7 李 效 民 男 研 究 员 材 料 学 研 究 8 朱 英 杰 男 研 究 员 材 料 化 学 研 究 9 高 建 平 男 研 究 员 无 机 材 料 研 究 10 董 绍 明 男 研 究 员 材 料 学 研 究 11 顾 辉 男 研 究 员 物 理 学 研 究 12 施 剑 林 男 主 任 研 究 员 材 料 学 研 究 13 张 国 军 男 副 主 任 研 究 员 材 料 学 研 究 14 黄 政 仁 男 研 究 员 材 料 学 研 究 15 曾 宇 平 男 研 究 员 材 料 学 研 究 16 张 文 清 男 副 主 任 研 究 员 物 理 学 研 究 17 许 钫 钫 男 1968, 7 研 究 员 材 料 学 研 究 18 孙 静 女 研 究 员 材 料 学 研 究 19 张 景 贤 男 研 究 员 材 料 学 研 究 20 刘 岩 男 1969 研 究 员 材 料 科 学 研 究 21 高 彦 峰 男 研 究 员 材 料 物 理 化 学 研 究 22 刘 学 建 男 研 究 员 材 料 学 研 究 23 陈 航 榕 女 研 究 员 材 料 学 研 究 24 王 文 中 男 研 究 员 材 料 化 学 研 究 25 蒋 丹 宇 男 研 究 员 材 料 学 研 究 26 靳 喜 海 男 研 究 员 材 料 学 研 究 27 郭 向 欣 男 研 究 员 材 料 物 理 研 究 28 刘 阳 桥 女 研 究 员 材 料 学 研 究 29 步 文 博 男 副 主 任 研 究 员 材 料 学 研 究 30 刘 宣 勇 男 研 究 员 材 料 学 研 究 31 黄 晓 男 研 究 员 有 机 化 学 研 究 32 张 翔 宇 男 研 究 员 材 料 学 研 究 33 杨 勇 男 研 究 员 材 料 学 研 究 34 姚 秀 敏 女 副 研 材 料 学 研 究 35 刘 建 军 男 副 研 物 理 化 学 科 研 36 郑 仁 奎 男 副 研 材 料 物 理 研 究 37 林 开 利 男 副 研 材 料 化 学 研 究 38 张 玲 霞 女 副 研 材 料 学 研 究 39 丁 玉 生 男 副 研 材 料 学 研 究 40 张 玲 女 副 研 材 料 化 学 研 究 41 曹 辉 亮 男 助 研 材 料 加 工 研 究 42 刘 吉 轩 男 助 研 材 料 学 研 究 43 席 丽 丽 女 助 研 材 料 物 理 与 化 学 研 究 44 杨 炯 男 助 研 材 料 物 理 与 化 学 研 究 45 孙 松 美 女 助 研 材 料 化 学 研 究 46 归 林 华 男 高 工 工 程 技 术 技 术 47 金 德 玲 女 高 工 材 料 学 管 理 48 董 满 江 男 高 工 物 理 学 技 术 49 吴 萍 女 助 工 材 料 学 技 术 50 王 新 刚 男 工 程 师 材 料 学 技 术 注 : 工 作 性 质 : 研 究 技 术 管 理 其 他, 从 事 科 研 工 作 的 兼 职 管 理 人 员 其 工 作 性 质 为 研 究

6 重 要 人 才 情 况 序 号 人 员 姓 名 荣 誉 称 号 获 得 年 份 1 金 平 实 中 组 部 千 人 计 划 施 剑 林 百 千 万 人 才 工 程 专 家 张 文 清 百 千 万 人 才 工 程 专 家 施 剑 林 基 金 委 杰 青 顾 辉 基 金 委 杰 青 张 文 清 基 金 委 杰 青 施 剑 林 中 科 院 百 人 计 划 顾 辉 中 科 院 百 人 计 划 常 江 中 科 院 百 人 计 划 李 效 民 中 科 院 百 人 计 划 朱 英 杰 中 科 院 百 人 计 划 王 文 中 中 科 院 百 人 计 划 张 文 清 中 科 院 百 人 计 划 许 钫 钫 中 科 院 百 人 计 划 张 国 军 中 科 院 百 人 计 划 曾 宇 平 中 科 院 百 人 计 划 孙 静 中 科 院 百 人 计 划 高 彦 峰 中 科 院 百 人 计 划 郭 向 欣 中 科 院 百 人 计 划 黄 晓 中 科 院 百 人 计 划 杨 勇 中 科 院 百 人 计 划 史 迅 中 科 院 百 人 计 划 吴 成 铁 中 科 院 百 人 计 划 郑 仁 奎 中 科 院 百 人 计 划 刘 建 军 中 科 院 百 人 计 划 黄 政 仁 上 海 市 领 军 人 才 余 建 定 上 海 市 千 人 计 划 2011 注 : 杰 青 千 人 计 划 百 人 计 划 等 创 新 研 究 群 体 类 型 研 究 方 向 学 术 带 头 人 参 加 人 员 获 得 年 份 基 金 委 创 新 高 性 能 无 机 复 合 能 量 顾 辉 朱 英 杰 张 文 陈 立 东 2008 群 体 转 换 材 料 的 研 究 清 注 : 基 金 委 创 新 群 体 等 国 内 外 学 术 组 织 任 职 情 况 任 职 开 始 任 职 结 束 序 号 姓 名 学 术 组 织 名 称 职 务 时 间 时 间 1 刘 岩 中 国 空 间 科 学 学 会 理 事 刘 茜 上 海 市 硅 酸 盐 学 会 特 种 无 机 材 料 专 业 委 员 会 理 事 至 今 3 刘 茜 中 国 稀 土 学 会 稀 土 催 化 专 业 委 员 会 委 员 至 今 4 张 文 清 国 际 热 电 学 会 理 事 常 江 中 国 生 物 医 学 工 程 学 会 生 物 材 料 分 会 委 员

7 6 常 江 全 国 外 科 植 入 物 和 矫 形 器 械 标 准 化 技 术 委 员 会 骨 科 植 入 物 分 计 委 委 员 常 江 上 海 生 物 医 学 工 程 学 会 理 事 林 开 利 上 海 生 物 医 学 工 程 学 会 委 员 董 绍 明 上 海 市 复 合 材 料 学 会 常 务 理 事 黄 政 仁 中 国 硅 酸 盐 学 会 陶 瓷 分 会 副 理 事 长 黄 政 仁 中 国 硅 酸 盐 学 会 特 陶 分 会 理 事 黄 政 仁 中 国 机 械 工 程 学 会 工 程 陶 瓷 专 业 委 员 会 副 理 事 长 黄 政 仁 中 国 硅 酸 盐 学 会 工 业 陶 瓷 专 业 委 员 会 副 主 任 委 员 黄 政 仁 上 海 市 新 材 料 协 会 无 机 新 材 料 专 业 委 员 会 副 主 任 委 员 蒋 丹 宇 中 国 硅 酸 盐 学 会 无 机 材 料 测 试 分 会 副 秘 书 长 蒋 丹 宇 中 国 硅 酸 盐 学 会 特 种 陶 瓷 分 会 秘 书 刘 宣 勇 中 国 机 械 工 程 学 会 表 面 工 程 分 会 副 主 任 委 员 刘 宣 勇 中 国 机 械 工 程 学 会 表 面 工 程 分 会 生 物 材 料 表 面 工 程 专 业 委 员 会 主 任 委 员 刘 宣 勇 中 国 材 料 学 会 生 物 材 料 分 会 理 事 刘 宣 勇 上 海 市 硅 酸 盐 学 会 生 物 与 环 保 材 料 专 业 委 员 会 委 员 刘 宣 勇 上 海 市 生 物 医 学 工 程 学 会 生 物 材 料 专 业 委 员 会 委 员 许 钫 钫 中 国 电 子 显 微 镜 学 会 理 事 许 钫 钫 上 海 显 微 学 学 会 理 事 许 钫 钫 中 国 硅 酸 盐 学 会 测 试 技 术 分 会 理 事 许 钫 钫 全 国 微 束 分 析 标 准 化 技 术 委 员 会 委 员 国 内 外 学 术 期 刊 任 职 情 况 序 号 姓 名 学 术 期 刊 名 称 职 务 1 严 东 生 J. Solid State Chemistry 编 委 2 严 东 生 Ceramics International 编 委 3 郭 景 坤 Ceramics International 主 编 任 职 开 始 时 间 任 职 结 束 时 间 4 江 东 亮 无 机 材 料 学 报 副 主 编 江 东 亮 硅 酸 盐 学 报 国 际 编 辑 顾 问 委 员 会 副 主 任 江 东 亮 中 国 材 料 进 展 编 委 会 副 主 任 江 东 亮 载 人 航 天 编 委 江 东 亮 材 料 科 学 技 术 著 作 丛 书 编 委 江 东 亮 Key Engineering Materials 编 委 江 东 亮 材 料 科 学 技 术 ( 英 文 版 )Journal of Materials Science & Technology 编 委 江 东 亮 Journal of Ceramic Science and Technology 编 委 江 东 亮 Ceramic Forum International 编 委 朱 英 杰 Current Nanoscience 编 委 14 朱 英 杰 Recent Patents on Nanotechnology 编 委 15 朱 英 杰 The Open Nanoscience Journal 编 委 16 朱 英 杰 Nanoscience & Nanotechnology-Asia, 编 委 17 朱 英 杰 Journal of Nanoscience Letters 编 委

8 18 朱 英 杰 Journal of Biomaterials and Tissue Engineering 编 委 19 顾 辉 电 子 显 微 学 报 编 委 李 效 民 无 机 材 料 学 报 编 委 张 国 军 Journal of Ceramic Society of Japan 编 委 张 文 清 中 国 物 理 快 报 编 辑 常 江 Ceramics International 编 委 常 江 无 机 材 料 学 报 编 委 刘 宣 勇 Journal of Biomaterials and Tissue Engineering 编 委 刘 宣 勇 硅 酸 盐 学 报 编 委 刘 宣 勇 材 料 保 护 编 委 刘 宣 勇 中 国 组 织 工 程 研 究 与 临 床 康 复 首 席 学 科 专 家 人 才 培 养 在 读 研 究 生 及 博 士 后 一 览 表 序 号 导 师 姓 名 硕 士 生 博 士 生 博 士 后 1 顾 辉 郑 强 毛 芳 芳 胡 冬 力 李 小 燕 2 郭 向 欣 张 家 志 曹 阳 赵 宁 黄 诗 婷 崔 忠 慧 于 鹏 飞 3 李 效 民 吴 亮 王 彩 露 朱 秋 香 赵 小 群 何 朋 杨 明 敏 顾 正 莹 张 树 德 张 锋 王 炜 4 刘 茜 唐 馥 涵 周 遥 卢 琦 赫 伟 周 虎 魏 钦 华 5 施 剑 林 孔 庆 路 李 晓 玉 樊 向 前 陈 风 陈 雨 朱 敏 王 立 军 朱 颜 宋 禹 奠 潘 黎 敏 陶 桂 菊 王 永 霞 6 陈 航 榕 张 国 彬 马 明 龚 云 王 霞 张 坤 周 晓 霞 7 步 文 博 范 文 培 倪 大 龙 刘 佳 男 邢 怀 勇 肖 庆 风 8 孙 静 白 阳 刘 苗 苗 施 良 晶 王 冉 冉 徐 朝 和 杨 帆 邵 芳 昌 杰 王 荣 华 杜 萌 陈 蔚 9 王 文 中 徐 杰 余 琦 蒋 东 王 路 徐 婕 慧 张 志 洁 高 二 平 孙 元 元 10 张 国 军 邱 慧 瑜 赵 健 刘 溶 李 飞 孙 世 宽 薛 佳 祥 刘 海 涛 谢 滨 欢 汤 云 郭 伟 明 刘 吉 轩 韩 向 娜 11 张 文 清 陈 卓 任 晓 栋 王 有 伟 吴 立 华 张 玉 波 袁 勋 梁 拥 成 朱 丽 娅 12 常 江 吴 梁 刘 文 娟 邹 朝 勇 田 甜 王 晓 彤 马 旭 窦 源 东 赵 浪 张 美 丽 刘 小 果 兵 马 兵 宋 波 涛 易 德 亮 王 月 月 13 江 东 亮 罗 朝 华 14 黄 政 仁 梁 汉 琴 李 寅 生 高 剑 琴 殷 杰 15 刘 学 建 钟 飞 杨 晓 16 杨 勇 蒋 芳 李 丹 17 张 景 贤 董 伟 李 晓 光 18 金 平 实 白 云 雨 李 荣 王 兵 兵 周 奕 杰 李 亚 梅 姜 萌 李 绍 唐 19 高 彦 峰 王 少 博 王 密 周 家 东 曹 凤 梅 张 宗 涛 杜 靖 陈 长 戴 雷 汤 晓 萍 刘 心 玲 曹 坤 武 20 刘 宣 勇 陆 涛, 田 朋, 金 国 栋, 李 金 华 钱 仕, 徐 颖, 田 雅 馨 乔 玉 琴 21 刘 岩 段 蛟 程 愉 悻 解 俊 杰 张 明 辉

9 22 许 钫 钫 卢 萍 陈 静 静 牟 新 亮 汪 宙 甘 霖 23 曾 毅 王 镛 哲 龙 盛 24 曾 宇 平 路 丽 敏 林 森 姚 冬 旭 尹 金 伟 25 朱 英 杰 郑 建 强 漆 超 汤 启 立 董 国 徽 许 景 三 赵 新 宇 赵 静 路 丙 强 毕 业 研 究 生 一 览 表 序 号 姓 名 学 位 导 师 姓 名 毕 业 时 间 1 高 翔 博 士 顾 辉 殷 齐 月 硕 士 顾 辉 诸 葛 福 伟 何 邕 黎 远 哲 博 士 李 效 民 冷 雪 硕 士 李 效 民 张 孔 博 士 刘 茜 苏 晓 彬 硕 士 刘 茜 周 健 高 哲 博 士 施 剑 林 魏 晨 阳 硕 士 施 剑 林 吴 惠 霞 博 士 后 施 剑 林 孙 盛 睿 任 仰 博 士 高 濂 刘 继 磊 硕 士 孙 静 尚 萌 任 佳 博 士 王 文 中 邹 冀 倪 德 伟 曾 洪 博 士 张 国 军 刘 炜 宁 金 晓 刚 博 士 常 江 胡 红 杰 博 士 刘 宣 勇, 丁 传 贤 李 子 卉 硕 士 刘 宣 勇 刘 军 涛 硕 士 曾 毅 吴 进 刘 小 林 博 士 朱 英 杰 马 钊 硕 士 朱 英 杰 研 究 生 获 奖 一 览 表 序 号 获 奖 名 称 获 奖 人 员 指 导 教 师 年 中 国 科 学 院 百 篇 优 秀 博 士 学 位 论 文 何 前 军 施 剑 林 年 中 国 科 学 院 院 长 奖 特 别 奖 何 前 军 施 剑 林 年 中 国 科 学 院 青 年 创 新 促 进 会 首 批 会 员 何 前 军 施 剑 林 年 必 和 必 拓 奖 学 金 陈 风 施 剑 林 年 度 宝 钢 优 秀 学 生 奖 陈 雨 施 剑 林 年 上 海 高 校 学 生 创 造 发 明 三 等 奖 陈 雨 施 剑 林 7 中 科 院 研 究 生 院 学 年 三 好 学 生 陶 桂 菊 施 剑 林 8 中 科 院 研 究 生 院 学 年 三 好 学 生 肖 庆 风 施 剑 林 9 中 科 院 研 究 生 院 学 年 三 好 学 生 宋 禹 奠 施 剑 林 年 1 月 International Symposium on Eco-materials Processing and Design 最 佳 海 报 奖 孙 盛 睿 高 濂 11 中 科 院 院 长 优 秀 奖 尚 萌 王 文 中 12 严 东 生 奖 学 金 优 秀 奖 张 志 洁 王 文 中 13 中 科 院 三 好 学 生 张 志 洁 王 文 中 14 中 科 院 三 好 学 生 王 路 王 文 中 15 中 科 院 三 好 学 生 高 二 平 王 文 中 16 中 科 院 三 好 学 生 高 剑 琴 黄 政 仁

10 17 中 科 院 三 好 学 生 张 玉 强 刘 学 建 18 CICC-9 学 生 口 头 报 告 竞 赛 二 等 奖 殷 杰 黄 政 仁 19 严 东 生 奖 学 金 优 秀 奖 汤 启 立 朱 英 杰 注 : 全 国 百 篇 优 秀 博 士 学 位 论 文 院 长 奖 学 金 等 四 科 研 工 作 与 成 果 ( 一 ) 概 述 实 验 室 年 度 承 担 课 题 情 况, 当 年 到 位 经 费 情 况 等 2011 年 度, 实 验 室 共 承 担 各 类 项 目 总 数 为 141 项, 到 位 经 费 为 8384 万 元 其 中 国 家 重 大 专 项 为 3 项 ( 参 与, 到 位 经 费 为 230 万 元 ),973 项 目 为 5 项 ( 参 与, 到 位 经 费 为 98.8 万 元 ),863 项 目 为 1 项 ( 主 持, 到 位 经 费 为 16 万 元 ), 国 家 基 金 重 大 项 目 为 1 项 ( 主 持, 到 位 经 费 为 0 万 元 ), 国 家 基 金 重 点 项 目 为 4 项 ( 主 持, 到 位 经 费 为 156 万 元 ), 杰 出 青 年 基 金 为 1 项 ( 主 持, 到 位 经 费 为 80 万 元 ), 国 家 基 金 面 上 项 目 为 39 项 ( 主 持, 到 位 经 费 为 万 元 ), 行 业 性 重 大 专 项 为 10 项 ( 主 持, 到 位 经 费 为 万 元 ), 院 先 导 性 专 项 为 11 项 ( 主 持, 到 位 经 费 为 1021 万 元 ), 部 委 项 目 为 25 项 ( 主 持, 到 位 经 费 为 万 元 ), 国 际 合 作 为 6 项 ( 主 持, 到 位 经 费 为 188 万 元 ), 横 向 合 作 及 其 它 项 目 为 33 项 ( 主 持, 到 位 经 费 为 万 元 ) ( 二 ) 按 研 究 方 向 或 研 究 单 元, 分 别 介 绍 实 验 室 本 年 度 有 代 表 性 的 研 究 工 作 进 展 1 结 构 / 功 能 一 体 化 材 料 1.1 织 构 化 h-bn 陶 瓷 : 在 超 高 温 陶 瓷 方 面 的 工 作 主 要 集 中 在 制 备 具 有 不 同 晶 粒 取 向 的 织 构 化 h-bn 陶 瓷, 如, 采 用 两 种 不 同 工 艺 制 备 了 具 有 不 同 晶 粒 取 向 的 两 种 织 构 化 h-bn 陶 瓷, 首 次 提 出 了 h-bn 陶 瓷 的 面 向 织 构 和 轴 向 织 构 两 种 不 同 织 构 化 结 构 的 概 念, 并 研 究 其 织 构 化 过 程 及 机 理, 对 于 轴 向 织 构 化, 首 次 提 出 压 力 诱 导 取 向 优 先 生 长 机 理 (1) 研 究 了 h-bn 粉 体 ( 不 规 则 形 状 及 片 状 ) 在 注 浆 成 型 及 后 续 放 电 等 离 子 体 烧 结 (SPS) 过 程 中 的 织 构 化 行 为, 获 得 了 (100) 面 垂 直 于 注 浆 方 向 及 压 力 方 向 排 列 的 叠 层 状 面 向 织 构 结 构 的 h-bn 陶 瓷 其 热 导 率 表 现 出 明 显 的 各 向 异 性, 沿 BN 层 状 方 向 的 热 导 率 较 高 理 论 分 析 和 实 验 结 果 都 证 实 : 织 构 的 形 成 是 由 注 浆 过 程 中 毛 细 管 力 的 作 用 以 及 h-bn 本 征 的 表 面 性 质 所 决 定 的 相 关 文 章 发 表 在 J. Am. Ceram. Soc. (94(2011) ) (2) 直 接 采 用 热 压 烧 结 制 备 了 c 轴 垂 直 于 热 压 方 向 排 列 的 轴 向 织 构 结 构 的 h-bn 陶 瓷, 其 平 行 于 压 力 方 向 的 热 导 率 达 到 67W/mk, 垂 直 于 压 力 方 向 的 热 导 率 为 35W/mk 研 究 了 初 始 h-bn 粉 体 结 晶 度 粒 径 分 布 烧 结 温 度 烧 结 压 力 对 h-bn 晶 粒 生 长 的 影 响, 首 次 提 出 压 力 诱 导 取 向 优 先 生 长 机 理 相 关 文 章 发 表 在 Scripta Materialia (65 (2011) )

11 1.2 高 性 能 氮 / 碳 化 物 陶 瓷 的 制 备 与 性 能 研 究 : (1) 碳 化 物 陶 瓷 材 料 的 凝 胶 注 模 成 型 : 研 究 了 碳 化 硅 陶 瓷 材 料 凝 胶 注 模 素 坯 的 烧 结 工 艺, 成 功 制 备 了 全 尺 寸 碳 化 硅 防 弹 板, 并 进 行 了 防 弹 测 试 ; 发 展 和 完 善 了 碳 化 硼 陶 瓷 的 凝 胶 注 模 工 艺, 探 索 了 碳 化 硼 素 坯 的 制 备 技 术, 研 究 了 碳 化 硼 陶 瓷 的 无 压 烧 结 工 艺, 烧 结 体 密 度 达 到 97.5% (2) 碳 化 硅 陶 瓷 材 料 的 连 接 技 术 研 究 : 开 发 和 完 善 了 反 应 烧 结 碳 化 硅 陶 瓷 连 接 工 艺, 成 功 实 现 了 碳 化 硅 陶 瓷 的 连 接, 最 高 连 接 强 度 可 达 350MPa (3) 碳 化 硅 陶 瓷 热 交 换 管 研 制 关 键 技 术 : 基 本 建 立 碳 化 硅 陶 瓷 热 交 换 管 实 验 室 中 试 生 产 线, 开 展 了 不 同 口 径 (10~35mm) 碳 化 硅 陶 瓷 热 交 换 管 的 中 试 生 产 研 制, 为 其 工 程 化 放 大 奠 定 了 坚 实 基 础 1.3 铁 电 薄 膜 材 料 与 器 件 主 要 研 究 内 容 围 绕 硅 基 集 成 功 能 陶 瓷 元 器 件 的 性 能 控 制 方 法, 以 及 相 关 材 料 和 电 学 性 能 等 方 面 展 开 主 要 的 研 究 成 果 包 括 钙 钛 矿 锰 ( 钴 ) 氧 化 物 薄 膜 的 制 备 及 电 学 性 能 研 究 : 研 究 了 钙 钛 矿 锰 ( 钴 ) 氧 化 物 薄 膜 /0.67Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O PbTiO 3 (PMN-PT) 单 晶 磁 电 耦 合 体 系 的 电 学 性 能 将 LaMnO 3 CaMnO 3 La 0.9 Ce 0.1 MnO 3 La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 La 0.5 Sr 0.5 CoO 3 Pr 0.5 Ca 0.5 MnO 3 薄 膜 外 延 生 长 在 PMN-PT 压 电 单 晶 上, 通 过 对 PMN-PT 单 晶 衬 底 施 加 电 场, 实 现 了 对 该 类 薄 膜 材 料 应 变 和 电 学 性 能 的 原 位 调 控 研 究 发 现 : (1)PMN-PT 衬 底 反 压 电 效 应 诱 导 的 应 变 能 够 较 为 有 效 地 传 递 至 外 延 生 长 的 薄 膜, 应 变 传 递 效 率 约 为 70%; (2) 对 于 LaMnO 3 La 0.5 Sr 0.5 CoO 3 Pr 0.5 Ca 0.5 MnO 3 /PMN-PT 体 系, 在 高 温 条 件 下 外 加 电 场 诱 导 的 应 变 效 应 对 薄 膜 的 电 学 性 能 的 影 响 起 决 定 作 用, 随 着 温 度 降 低, 外 加 电 场 诱 导 的 铁 电 场 效 应 对 薄 膜 的 电 学 性 能 的 影 响 越 来 越 显 著 通 过 测 量 薄 膜 的 载 流 子 浓 度 以 及 电 阻 率 随 温 度 的 变 化 关 系 曲 线, 发 现 应 变 效 应 与 铁 电 场 效 应 的 竞 争 是 由 于 薄 膜 的 载 流 子 随 着 温 度 下 降 而 局 域 化 导 致 其 浓 度 减 小 造 成 ; (3) 外 加 电 场 诱 导 的 应 变 对 薄 膜 电 学 性 能 的 影 响 成 线 性 关 系, 随 着 薄 膜 面 内 应 变 的 减 小, 在 K 温 度 范 围 内 的 任 意 一 恒 定 温 度 下, 薄 膜 的 电 阻 率 随 着 薄 膜 面 内 应 变 的 减 小 而 线 性 减 小, 在 此 基 础 上 建 立 了 薄 膜 的 电 阻 率 与 应 变 之 间 的 定 量 关 系, 电 阻 率 的 相 对 变 化 与 诱 导 的 薄 膜 面 外 应 变 可 以 用 / zz ( LSCO) 表 示 2 能 源 材 料 与 环 境 材 料 2.1 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池

12 (1) 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 用 TiO 2 纳 米 结 构 的 可 控 合 成 及 性 能 研 究 : 随 着 全 球 环 境 污 染 和 能 源 衰 竭 等 的 问 题 日 益 严 重, 发 展 利 用 可 再 生 资 源 越 来 越 受 到 人 们 的 重 视 其 中, 太 阳 能 作 为 一 种 取 之 不 尽 用 之 不 竭 的 可 再 生 能 源 有 着 不 可 比 拟 的 优 点 现 有 的 太 阳 能 电 池 大 都 具 有 制 作 工 艺 复 杂, 成 本 昂 贵 等 缺 点, 其 广 泛 应 用 受 到 一 定 的 限 制 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 (DSSC) 因 其 较 高 的 理 论 转 换 效 率, 低 廉 的 成 本 和 易 于 工 业 化 的 生 产 工 艺 吸 引 了 大 批 科 学 家 和 企 业 的 关 注 但 是, 目 前 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 的 转 换 效 率 仍 然 较 低, 主 要 原 因 是 染 料 分 子 受 光 激 发 所 产 生 的 电 子 - 空 穴 对 不 能 有 效 地 快 速 分 离 因 此 承 担 电 子 传 输 任 务 的 光 阳 极 具 有 很 大 的 改 进 空 间 一 些 具 有 特 殊 形 貌 结 构 的 TiO 2 如 纳 米 棒 纳 米 管 阵 列 等 作 为 光 阳 极 可 以 减 少 电 子 在 薄 膜 中 的 传 输 路 径, 降 低 复 合 几 率, 并 且 高 结 晶 度 的 锐 钛 矿 TiO 2 有 利 于 减 少 光 电 流 在 薄 膜 中 的 损 失 因 此, 制 备 高 结 晶 度 的 一 维 TiO 2 纳 米 结 构 具 有 重 大 意 义 基 于 上 述 思 想, 我 们 采 用 碱 水 热 法 通 过 改 变 碱 溶 液 浓 度 有 效 地 控 制 了 TiO 2 的 形 貌 和 晶 相, 制 备 出 了 包 括 一 维 纳 米 棒 阵 列 一 维 纳 米 带 阵 列 无 序 纳 米 线 扇 形 长 方 体 棒 等 多 种 一 维 TiO 2 纳 米 结 构 电 池 性 能 测 试 表 明, 由 TiO 2 一 维 纳 米 棒 阵 列 组 装 成 电 池 时 光 电 流 和 光 电 转 化 效 率 达 到 了 ma/cm 2 和 6.0%, 相 对 于 基 于 P25 组 装 成 的 电 池 分 别 提 高 了 71% 和 67% (2)TiO 2 新 型 多 级 结 构 的 合 成 及 其 在 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 中 的 应 用 : 目 前 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 的 转 换 效 率 仍 然 较 低, 主 要 原 因 是 染 料 分 子 受 光 激 发 所 产 生 的 电 子 - 空 穴 对 不 能 有 效 地 快 速 分 离 纳 米 晶 半 导 体 薄 膜 的 物 相 形 貌 结 构 等 可 以 直 接 影 响 电 子 的 传 输 和 电 解 质 的 扩 散, 进 而 影 响 电 池 的 总 体 效 率 目 前 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 的 阳 极 使 用 的 是 烧 结 的 多 孔 TiO 2 纳 米 颗 粒 这 种 膜 孔 的 非 有 序 结 构 虽 然 给 染 料 的 吸 附 提 供 的 大 的 表 面 积, 但 是 在 这 些 材 料 中 电 子 寿 命 较 短 电 子 传 输 距 离 较 长, 阻 碍 了 光 电 转 换 效 率 的 提 高 基 于 TiO 2 一 维 纳 米 阵 列 的 阳 极 能 够 克 服 这 些 限 制 纳 米 阵 列 材 料 由 于 具 有 有 序 结 构, 且 垂 直 于 电 极 表 面, 这 样 将 最 大 限 度 的 减 少 电 荷 在 TiO 2 纳 米 材 料 中 的 传 输 路 径, 减 少 界 面 复 合 的 机 会 因 此, 实 现 对 光 阳 极 材 料 的 形 貌 设 计 具 有 重 大 意 义 我 们 采 用 钛 片 作 为 钛 源, 用 碱 水 热 法 成 功 制 备 出 一 种 新 型 的 同 时 具 有 两 种 形 貌 的 TiO 2 多 级 结 构 下 部 的 一 维 有 序 纳 米 带 阵 列 可 以 为 光 电 子 直 接 提 供 传 输 路 径, 上 部 的 由 纳 米 带 构 成 的 三 维 微 米 花 作 为 光 散 射 层, 提 高 了 电 极 捕 获 光 电 子 的 能 力 根 据 实 验 结 果, 我 们 提 出 了 上 述 结 构 的 生 长 机 理 : 钛 首 先 与 碱 溶 液 反 应, 生 成 纳 米 晶, 覆 盖 在 基 体 上 随 着 水 热 反 应 的 进 行, 这 些 纳 米 晶 作 为 晶 核 开 始 生 长 出 纳 米 棒, 由 于 晶 核 过 多 以 至 于 很 难 横 向 生 长, 所 以 纳 米 棒 垂 直 于 基 体 有 序 生 长 这 个 过 程 可 以 由 成 核 - 溶 解 - 再 结 晶 生 长 理 论 来 解 释 同 时, 纳 米 晶 扩 散 到 溶 液 中 随 着 时 间 的 延 长, 纳 米 棒 自 聚 集 成 纳 米 带, 由 于 基 体 的 存 在, 纳 米 带 仍 垂 直 于 基 体 在 这 一 阶 段, 由 于 钛 片 附 近 O 的 缺

13 失, 厚 片 生 成 溶 解 在 溶 液 中 的 纳 米 晶 随 后 在 沉 积 到 厚 片 上 成 核, 并 以 厚 片 作 为 钛 源 开 始 生 长 纳 米 带, 由 于 没 有 基 体 的 束 缚, 逐 步 形 成 了 微 米 花 的 形 貌 最 终 形 成 了 下 层 纳 米 带 阵 列, 上 层 微 米 花 的 新 型 结 构 UV-Vis 结 果 证 明, 这 种 多 级 结 构 有 利 于 增 强 光 的 散 射 将 其 作 为 光 阳 极 组 装 成 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池, 得 到 了 比 P25 基 电 池 更 好 的 光 电 转 化 性 能 (3) 多 壁 TiO 2 纳 米 管 阵 列 及 其 在 DSC 中 的 应 用 : 以 水 溶 液 法 (90 ) 生 长 的 ZnO 纳 米 线 阵 列 为 模 板, 结 合 叠 层 吸 附 反 应 薄 膜 制 备 技 术 (LBLAR), 实 现 液 相 大 面 积 制 备 具 有 超 大 比 表 面 积 的 多 壁 TiO 2 纳 米 管 阵 列 的 新 思 路 通 过 改 进 结 构 调 控 技 术 与 优 化 表 面 修 饰 工 艺, 在 透 明 导 电 柔 性 基 底 上 获 得 附 着 力 强 结 晶 性 好 结 构 精 确 可 控 的 多 壁 TiO 2 纳 米 管 阵 列 光 阳 极 ; 寻 找 结 构 特 征 修 饰 状 态 与 其 电 子 传 输 特 性 之 间 的 内 在 联 系, 研 究 电 池 内 部 界 面 电 子 传 输 机 制 及 电 子 背 反 应 动 力 学 特 征, 为 柔 性 电 池 结 构 设 计 提 供 理 论 基 础, 实 现 柔 性 DSSCs 光 电 转 换 效 率 的 突 破 (4) 双 层 结 构 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 的 研 究 : 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 在 近 十 多 年 里 得 到 了 飞 速 的 发 展, 其 实 验 室 转 换 效 率 已 经 超 过 11%, 模 块 效 率 超 过 了 8% 传 统 的 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 都 是 以 镀 有 FTO 或 者 ITO 的 玻 璃 为 基 底 的, 玻 璃 基 底 的 硬 质 以 及 质 量 重 等 使 得 其 在 一 些 领 域 内 的 应 用 受 到 了 限 制 因 此, 近 些 年 研 究 在 较 为 柔 软 的 柔 性 基 底 上 制 备 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 成 为 了 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 发 展 的 一 个 重 要 方 向 柔 性 基 底 具 有 材 质 柔 软, 质 量 轻, 尺 寸 随 意 可 控, 成 本 较 低 等 优 点, 可 以 将 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 的 应 用 拓 展 到 各 种 曲 面, 如 太 阳 能 背 包, 太 阳 能 帐 篷, 太 阳 能 汽 车 以 及 太 阳 能 窗 户 或 屋 顶 等 柔 性 电 池 主 要 的 问 题 是 不 能 进 行 高 温 的 煅 烧, 所 以 对 入 射 光 的 吸 收 以 及 电 池 的 效 率 都 较 低 本 研 究 采 用 了 烧 结 好 的 纳 米 管 阵 列 来 提 高 柔 性 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 的 性 能, 实 验 结 果 表 明 : 在 纳 米 颗 粒 电 极 上 增 加 一 层 纳 米 管 阵 列, 可 以 同 时 利 用 了 纳 米 颗 粒 的 高 比 表 面 积 和 阵 列 的 光 散 色 和 电 子 传 输 能 力, 大 大 的 提 高 了 低 温 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 的 效 率, 效 率 从 1.7% 增 加 到 了 3.68% (5) 氧 化 硅 复 合 气 凝 胶 及 其 在 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 中 的 应 用 : 采 用 常 压 干 燥 技 术, 制 备 得 到 了 具 有 超 低 密 度 的 氧 化 硅 气 凝 胶 以 此 材 料 为 模 板, 通 过 溶 胶 凝 胶 手 段, 制 备 得 到 了 SiO 2 -TiO 2 复 合 气 凝 胶 该 复 合 气 凝 胶 具 有 很 高 的 比 表 面 积 ( m 2 /g), 有 利 于 制 备 染 料 太 阳 电 池 的 光 阳 极 材 料 进 一 步, 将 复 合 气 凝 胶 粉 体 与 传 统 氧 化 钛 浆 料 复 合, 得 到 了 气 凝 胶 光 阳 极, 其 光 电 转 换 效 率 比 传 统 光 阳 极 提 高 30%, 证 明 气 凝 胶 材 料 在 染 料 敏 化 太 阳 电 池 领 域 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 2.2 碳 纳 米 管 - 石 墨 烯 复 合 材 料 制 备 研 究 (1) 高 性 能 碳 纳 米 管 / 石 墨 烯 复 合 透 明 导 电 薄 膜 的 制 备 研 究 : 近 年 来, 随 着 微 电 子 技 术 的 发 展, 透 明 导 电 薄 膜 的 重 要 性 日 益 凸 显 在 过 去 的 几 十 年 中,ITO 垄 断 了 透 明 导 电 薄 膜 的 市 场, 但 其 脆

14 性 限 制 了 其 在 柔 性 器 件 中 的 应 用 单 壁 碳 纳 米 管 (SWCNTs) 电 导 率 高, 柔 韧 性 好, 有 潜 力 取 代 ITO 作 为 柔 性 电 极 用 于 器 件 中 然 而 由 于 高 的 表 面 能,SWCNTs 总 是 聚 集 成 束, 这 大 大 增 大 了 薄 膜 的 电 阻 为 了 分 散 SWCNTs, 研 究 人 员 通 常 添 加 表 面 活 性 剂 等 分 散 剂 然 而 这 些 分 散 剂 不 导 电, 残 留 在 薄 膜 中, 极 大 的 增 加 了 薄 膜 电 阻 如 何 有 效 的 除 去 薄 膜 中 残 留 的 分 散 剂 是 一 个 亟 待 解 决 的 问 题 石 墨 烯 同 样 具 有 高 的 导 电 率 和 极 好 的 柔 韧 性, 是 透 明 导 电 薄 膜 的 优 选 材 料 但 通 常 使 用 的 氧 化 还 原 法 制 备 的 石 墨 烯 (RGO) 缺 陷 较 多, 导 电 性 较 差, 但 其 价 格 低 廉, 易 于 量 产 本 工 作 结 合 了 SWCNT 和 RGO 的 优 点, 将 其 混 合 分 散, 制 备 了 SWCNT/RGO 复 合 薄 膜, 并 发 明 了 一 种 有 效 的 后 处 理 方 法 除 去 分 散 剂 RNA, 处 理 后 薄 膜 具 有 极 其 优 异 的 性 能, 在 透 过 率 高 达 95.6% 时, 电 阻 仅 为 655Ω/sq (2) 兼 具 高 强 度 和 导 电 率 的 碳 纳 米 管 - 氧 化 石 墨 复 合 纤 维 制 备 研 究 : 碳 纳 米 管 和 石 墨 烯 具 有 优 异 的 导 电 性 和 机 械 性 能 基 于 其 优 异 的 电 学 特 性, 碳 纳 米 管 被 用 于 超 级 电 容 器, 透 明 电 极, 晶 体 管 等 然 后 由 于 其 尺 寸 小, 难 以 操 控, 如 何 将 其 优 异 的 力 学 性 能 实 用 化 是 一 个 亟 待 解 决 的 问 题 一 个 有 效 的 途 径 是 将 其 纺 成 纤 维 研 究 人 员 已 开 发 了 几 种 方 法 制 备 碳 纳 米 管 纤 维, 然 后 如 何 将 石 墨 烯 纺 成 纤 维 却 未 见 报 道 我 们 使 用 PVA 基 凝 固 浴 纺 丝 法 成 功 的 制 备 了, 氧 化 石 墨 (GO), 石 墨 烯, 碳 纳 米 管, 以 及 他 们 的 复 合 纤 维 研 究 发 现, 碳 纳 米 管 纤 维 具 有 较 高 的 强 度, 而 石 墨 烯 纤 维 则 具 有 较 高 的 韧 性 将 碳 纳 米 管 和 GO 混 合, 分 散 效 果 会 得 到 大 大 改 善, 制 备 的 纤 维 导 电 性 和 力 学 性 能 均 得 到 提 高 在 PVA 溶 液 中 加 盐 酸 可 以 提 高 纤 维 的 导 电 性 从 酸 性 PVA 溶 液 中 纺 出 的 SWCNT/GO (2:1) 纤 维 具 有 高 的 强 度 和 导 电 率, 显 示 出 优 异 的 点 机 械 性 能 2.3 介 孔 沸 石 材 料 的 研 究 与 协 调 催 化 效 应 : (1) 采 用 常 规 的 软 模 板 剂, 如 TEA,F127,P123,CTAB 等 为 模 板, 以 蒸 气 辅 助 晶 化 处 理, 直 接 水 热 合 成, 及 沸 石 晶 种 组 装 控 制 工 艺, 制 备 得 到 了 具 有 介 孔 与 微 孔 结 构 共 存 的 介 孔 沸 石 材 料 这 类 沸 石 材 料 因 为 具 有 贯 通 的 介 孔 孔 道, 因 而 可 望 在 大 分 子 参 与 的 催 化 吸 附 的 化 工 过 程 中 获 得 应 用 已 经 开 展 的 一 些 研 究 证 明 了 这 一 点 我 们 在 碱 性 条 件 下 合 成 得 到 了 稳 定 微 - 介 孔 多 级 结 构 ZSM-5 型 介 孔 沸 石 (meso ZSM-5) 材 料, 结 果 表 明, 合 成 材 料 是 直 径 约 为 0.5~1μm 的 微 球, 表 面 较 为 粗 糙, 具 有 明 显 均 匀 分 布 的 介 孔 结 构 ; 更 高 倍 数 的 透 射 电 镜 表 明, 合 成 材 料 的 晶 格 条 纹 清 晰 可 见, 且 电 子 衍 射 图 进 一 步 表 明 该 区 域 为 单 晶 结 构, 结 晶 沸 石 区 域 贯 穿 有 介 孔 结 构, 这 在 微 观 上 说 明 了 合 成 材 料 中 微 - 介 孔 多 级 结 构 的 存 在 以 1,3,5- 三 异 丙 苯 (TIPB) 的 裂 解 为 探 针 反 应, 我 们 考 察 了 介 孔 沸 石 meso ZSM-5 与 传 统 微 孔 分 子 筛 ZSM-5 的 催 化 活 性 与 抗 失 活 性 能 对 比 结 果 表 明, 在 从 250 到 500 之 间 所 取 的 所 有 检 测

15 温 度 点, 以 meso ZSM-5 作 为 催 化 剂 时 的 TIPB 转 化 率 均 明 显 高 于 传 统 ZSM-5 沸 石 其 中, 以 传 统 沸 石 ZSM-5 作 为 催 化 剂 时, 随 着 反 应 温 度 的 升 高,TIPB 的 转 化 率 从 3.6%(300 ) 逐 渐 上 升 到 71.4%(500 ), 而 以 meso ZSM-5 为 催 化 剂 时,TIPB 的 转 化 率 先 随 着 温 度 的 升 高 迅 速 地 从 250 时 的 29.3% 上 升 到 350 的 近 100%, 并 且 在 更 高 的 温 度 时, 保 持 了 这 一 高 转 化 率, 表 明 介 孔 沸 石 催 化 材 料 在 这 一 反 应 中 具 有 更 高 的 催 化 活 性 更 重 要 的 是, 将 反 应 温 度 保 持 在 500, 并 维 持 一 定 频 率 脉 冲 进 样 共 31 次, 结 果 表 明 传 统 ZSM-5 沸 石 催 化 剂 存 在 明 显 的 失 活 现 象,TIPB 的 转 化 率 从 71.4% 持 续 下 降 至 小 于 50%, 而 以 meso ZSM-5 作 为 催 化 剂 时,IPB 维 持 近 100% 的 转 化 率 基 本 不 变, 说 明 介 孔 沸 石 催 化 剂 具 有 更 好 的 抗 失 活 性 质 对 裂 解 产 物 的 分 析 表 明, 传 统 沸 石 催 化 剂 的 主 要 裂 解 产 物 为 二 异 丙 苯 和 丙 烯, 而 以 介 孔 沸 石 为 催 化 剂 时, 主 要 裂 解 产 物 则 为 丙 烯 和 苯 (2) 硬 模 板 复 制 法 制 备 晶 化 骨 架 介 孔 材 料 研 究, 包 括 :(a) 石 墨 化 介 孔 碳 的 制 备 并 以 其 为 催 化 剂 载 体 的 Pt/C 催 化 剂 的 阳 极 催 化 性 能 ;(b) 高 比 表 面 积 介 孔 WC 的 制 备 和 催 化 性 能 的 研 究 ;(c) 晶 化 骨 架 介 孔 复 合 材 料 的 一 步 硬 模 板 制 备 与 协 同 催 化 效 应 (3) 研 究 了 晶 化 骨 架 的 介 孔 材 料 在 负 载 了 催 化 活 性 组 分 后, 活 性 组 分 与 晶 化 的 骨 架 基 体 之 间 可 能 存 在 的 协 同 催 化 效 应 2.4 铋 基 可 见 光 催 化 材 料 的 研 究 : 以 揭 示 影 响 光 催 化 效 率 的 内 在 机 制 为 目 标, 继 续 开 展 铋 基 可 见 光 催 化 材 料 研 究, 以 促 进 光 催 化 材 料 在 水 和 空 气 的 净 化 方 面 的 应 用 主 要 研 究 结 果 包 括 : (A) 通 过 材 料 体 系 设 计, 拓 展 光 催 化 材 料 对 光 谱 的 响 应 范 围, 以 提 升 光 催 化 材 料 对 光 能 的 利 用 率 实 现 光 催 化 效 率 的 提 升 石 墨 烯 不 仅 具 有 最 快 的 载 流 子 迁 移 率, 更 具 有 宽 光 谱 吸 收 能 力 至 红 外 波 段, 利 用 它 这 两 个 特 点, 制 备 的 石 墨 烯 复 合 Bi 2 WO 6 材 料 可 见 光 催 化 降 解 有 机 染 料 RhB 的 时 间 大 幅 缩 短 至 5 分 钟 左 右 ; 利 用 上 转 换 发 光 材 料 可 将 长 波 长 光 转 变 为 短 波 长 光 的 优 势, 将 上 转 换 发 光 材 料 Er 3+ :Y 3 Al 5 O 12 与 Bi 2 WO 6 复 合, 使 复 合 材 料 能 被 长 波 长 光 ( 红 光 和 绿 光 ) 激 发, 可 有 效 地 将 模 拟 污 染 物 苯 酚 矿 化, 与 纯 的 Bi 2 WO 6 材 料 相 比, 复 合 材 料 对 光 能 的 利 用 率 和 光 催 化 效 率 都 得 到 了 提 升 (B) 通 过 材 料 组 分 和 结 构 调 控, 缩 短 光 生 载 流 子 迁 移 程 减 少 其 复 合 几 率, 从 而 提 升 光 催 化 效 率 通 过 构 建 Bi 3.64 Mo 0.36 O 6.55 /Bi 2 MoO 6 同 质 异 相 结, 利 用 它 们 能 带 位 置 的 匹 配, 促 进 光 生 载 流 子 的 分 离 ; 通 过 Zr 掺 杂 增 加 Bi 2 WO 6 中 氧 空 位 的 含 量, 促 进 光 生 载 流 子 的 分 离 ; 通 过 介 孔 结 构 Bi 2 WO 6 的 制 备, 不 仅 实 现 了 高 表 面 积 的 光 催 化 材 料, 同 时 也 缩 短 了 光 生 载 流 子 的 迁 移 距 离, 从 而 大 幅 提 升 了 光 催 化 效 率, 光 催 化 降 解 模 拟 污 染 物 苯 酚 的 时 间 缩 短 至 1h 左 右 (C) 通 过 与 其 他 高 级 氧 化 技 术 耦 合, 实 现 协 同 效 应, 进 一 步 提 升 光 催 化 效 率 通 过 设 计 并 制 备

16 Bi 2 WO 6 /Cu 体 系, 利 用 类 Fenton 反 应 以 及 Cu 与 Bi 2 WO 6 之 间 的 协 同 效 应, 使 光 催 化 矿 化 苯 酚 的 时 间 大 幅 缩 短 至 0.5h, 从 而 发 现 耦 合 不 同 的 高 级 氧 化 技 术 利 用 它 们 协 同 效 应, 可 以 提 升 光 催 化 效 率 利 用 不 同 的 方 式 从 不 同 的 角 度, 通 过 材 料 设 计 材 料 微 结 构 的 调 控 和 多 种 参 数 的 优 化, 不 仅 促 进 了 光 生 载 流 子 的 分 离, 也 提 高 了 对 光 能 的 利 用 率, 从 而 大 幅 提 升 了 铋 基 光 催 化 材 料 的 光 催 化 效 率 所 获 得 的 对 光 催 化 机 制 的 规 律 性 认 识, 为 光 催 化 研 究 提 供 了 有 益 的 参 考 所 取 得 的 研 究 结 果 在 同 行 中 取 得 了 广 泛 而 积 极 的 影 响, 发 表 的 相 关 论 文 已 被 引 用 1400 余 次, 在 光 催 化 材 料 领 域 形 成 了 铋 基 材 料 的 研 究 热 点 3 生 物 医 用 材 料 3.1 纳 米 介 孔 药 物 载 体 材 料 的 设 计 制 备 与 药 物 输 运 特 性 (1) 研 制 出 具 有 尺 寸 单 一 分 布, 尺 寸 为 数 十 纳 米 至 数 百 纳 米 的 数 种 具 有 高 效 药 物 装 载 可 控 释 放 或 磁 性 靶 向 特 性 的 纳 米 复 合 核 壳 结 构 材 料, 包 括 单 分 散 的 介 孔 氧 化 硅, 空 心 结 构 的 介 孔 氧 化 硅, 具 有 磁 性 内 核 或 金 颗 粒 内 核 的 核 壳 结 构 的 介 孔 无 机 药 物 载 体 材 料 (2) 合 成 出 磁 性 介 孔 复 合 结 构, 实 现 高 药 物 装 载 量 同 时, 实 现 磁 性 靶 向 输 运, 并 实 现 了 纳 米 颗 粒 的 磁 共 振 T2- 模 式 的 体 内 与 体 外 成 像 ; 合 成 出 空 腔 内 担 载 分 散 了 氧 化 锰 的 介 孔 纳 米 颗 粒, 用 于 取 代 传 统 的 Gd 剂 T1 模 式 的 磁 共 振 生 物 成 像, 并 同 时 实 现 药 物 的 输 运 和 针 对 癌 细 胞 的 杀 灭 (3) 利 用 表 面 活 性 剂 的 细 胞 毒 性, 将 利 用 表 面 活 性 剂 为 模 板 制 备 的 介 孔 氧 化 硅 纳 米 球 直 接 作 为 药 物 输 运 系 统, 发 现 在 药 物 输 运 系 统 的 十 分 显 著 的 抗 癌 作 用 ; 在 此 基 础 上, 在 表 面 活 性 剂 疏 水 内 核 担 载 疏 水 药 物, 不 仅 实 现 近 乎 理 想 的 ph 控 释, 同 时 发 现 对 多 药 耐 药 细 胞 有 十 分 优 异 的 杀 灭 作 用 (4) 利 用 空 心 介 孔 纳 米 球, 在 空 腔 和 介 孔 壳 层 孔 道 中, 分 别 担 载 疏 水 药 物 与 亲 水 药 物, 实 现 两 种 不 同 药 物 的 共 同 输 运, 用 于 克 服 癌 细 胞 的 多 药 耐 药 性 ; 合 成 具 有 大 孔 径 的 介 孔 空 心 球 材 料, 用 于 抗 癌 药 物 与 RNA 的 共 输 运 3.2 用 于 早 期 诊 断 的 上 转 换 纳 米 结 构 构 筑 与 性 能 (1) 双 模 式 探 针 中 荧 光 模 式 淬 灭 与 增 强 问 题 研 究 : 选 用 超 顺 磁 性 氧 化 铁 纳 米 探 针 作 为 吸 光 体, 研 究 其 对 上 转 换 荧 光 颗 粒 的 荧 光 性 能 的 影 响 实 验 观 察 到 意 料 中 的 荧 光 淬 灭 区 之 外, 意 外 发 现 了 一 个 微 小 荧 光 增 强 区 新 发 现 挑 战 了 传 统 认 为 黑 色 氧 化 铁 是 严 格 的 光 吸 收 体 的 观 点 深 入 的 研 究 表 明, 氧 化 铁 对 于 上 转 换 荧 光 颗 粒 的 光 淬 灭 行 为 与 颗 粒 的 表 面 修 饰 密 切 相 关 引 入 氧 化 硅 保 护 壳 层, 有 利 于 降 低 前 者 对 后 者 的 荧 光 淬 灭 程 度 研 究 结 果 发 表 :Journal of Materials Chemistry, 2011, 21, 7990 (2) 双 模 式 探 针 的 性 能 优 化 : 通 过 构 筑 具 备 核 - 壳 - 壳 复 杂 结 构 的 钆 离 子 掺 杂 上 转 换 荧 光 颗 粒,

17 详 细 研 究 体 相 钆 离 子 与 表 面 钆 离 子 在 磁 共 振 造 影 性 能 上 的 差 异 研 究 结 果 首 次 提 供 了 可 靠 的 证 据 证 实 : 表 面 钆 离 子 在 缩 短 水 分 子 的 T 1 - 弛 豫 时 间 上 起 关 键 作 用, 而 体 相 钆 离 子 对 此 贡 献 甚 微 首 次 提 出 钆 掺 杂 的 上 转 换 颗 粒 中 共 存 着 正 负 晶 格 屏 蔽 效 应, 并 可 用 于 指 导 设 计 和 优 化 钆 掺 杂 上 转 换 荧 光 纳 米 颗 粒 的 荧 光 / 磁 共 振 双 功 能 研 究 结 果 发 表 :Advanced Functional Materials, 2011, 21, (Cover Paper) (3) 新 型 三 模 式 肿 瘤 探 针 的 研 究 : 巧 妙 利 用 金 纳 米 颗 粒 的 等 离 子 共 振 效 应 (SPR) 增 强 上 转 换 荧 光 成 像, 并 将 其 作 为 CT 造 影 剂 来 增 强 CT 成 像 采 用 改 进 的 热 解 工 艺 和 反 微 乳 液 工 艺, 制 备 了 单 分 散 尺 度 及 形 貌 可 控 兼 具 有 MRI-T 1 加 权 成 像 和 CT 成 像 的 的 上 转 换 荧 光 纳 米 探 针, 从 而 成 功 实 现 了 CT MR 及 荧 光 三 模 式 成 像 以 期 减 少 临 床 肿 瘤 的 误 诊 率, 并 对 其 SPR 效 应 及 相 关 机 理 进 行 了 探 讨 细 胞 水 平 及 活 体 水 平 实 验 证 实 了 该 新 型 探 针 的 高 效 三 模 式 成 像 在 体 外 及 体 内 的 可 行 性 研 究 结 果 发 表 :Biomaterials, 2012, 33: 超 微 结 构 与 计 算 材 料 (1) 具 备 电 子 晶 体 - 声 子 玻 璃 特 性 的 多 元 素 填 充 n 型 方 钴 矿 化 合 物 : 此 前 我 们 提 出 了 多 原 子 填 充 系 统 热 电 性 能 优 化 的 两 个 基 本 原 则 : 采 用 不 同 价 态 填 充 原 子 的 组 合 优 化 载 流 子 浓 度 与 电 输 运 性 能, 同 时 采 用 局 域 振 动 频 率 不 同 的 原 子 组 合 最 大 限 度 地 降 低 热 导 在 笼 状 方 钴 矿 化 合 物 中 实 现 电 子 声 子 的 协 同 输 运 调 控, 热 电 性 能 得 到 了 极 大 的 提 升, 从 未 填 充 的 1.0 左 右 到 单 填 充 系 统 的 1.2, 在 双 元 素 填 充 系 统 中 实 现 了 ZTmax~1.5, 进 一 步 的 工 作 采 用 三 元 素 组 合, 我 们 的 实 验 表 明 可 以 n 型 方 钴 矿 的 热 电 性 能 提 高 至 ZTmax~1.7, 并 且 具 备 高 的 热 稳 定 性, 这 将 对 该 类 材 料 的 实 际 工 业 应 用 具 有 重 要 推 动 作 用 此 外, 我 们 结 合 多 填 充 方 钴 矿 系 统 的 电 热 输 运 规 律 的 系 统 研 究, 包 括 TEM 微 结 构 表 征, 中 子 散 射 测 量, 电 输 运 与 热 输 运 性 能 的 测 量 与 模 拟 等, 尝 试 理 解 电 子 晶 体 - 声 子 玻 璃 概 念 的 基 本 内 涵, 为 进 一 步 的 新 型 热 电 材 料 设 计 提 供 理 论 基 础 该 工 作 发 表 在 J. Am. Chem. Soc, J. Mater. Res, 中 国 科 学 和 物 理 等 杂 志 上 (2)P 型 方 钴 矿 化 合 物 热 电 性 能 研 究 : 系 统 性 地 研 究 了 RFe4Sb12 基 p 型 方 钴 矿 (R=Na, K, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Pr, Yb) 的 电 子 结 构 以 及 电 输 运 性 质 RFe4Sb12 靠 近 费 米 能 级 的 价 带 主 要 由 多 条 重 带 和 一 条 单 轻 带 构 成 由 Fe 的 d 电 子 态 组 成 的 重 带 有 效 质 量 很 大, 将 费 米 能 级 钉 扎 于 重 带 中 ; RFe4Sb12 体 系 的 电 输 运 性 质 主 要 由 这 些 重 带 所 决 定 高 温 下, 所 有 RFe4Sb12 的 最 佳 空 穴 浓 度 为 每 原 胞 空 穴, 在 1-3 价 填 充 的 RFe4Sb12 框 架 下 无 法 实 现 未 来 p 型 方 钴 矿 的 研 究 方 向 应 集 中 于 过 渡 金 属 位 的 替 换, 根 据 其 对 带 隙 有 效 质 量 的 影 响 来 设 计 实 现 高 的 传 输 性 能 相 关 工 作 发 表 在 Phys. Rev. B 以 及 J. Appl.

18 Phys. 上 同 时 计 算 了 p 型 方 钴 矿 中 填 充 元 素 在 孔 洞 中 的 共 振 频 率, 发 现 与 n 型 方 钴 矿 类 似,p 型 方 钴 矿 的 填 充 元 素 共 振 频 率 也 大 致 可 以 分 为 碱 金 属, 碱 土 金 属 和 稀 土 金 属 三 类, 其 中 Yb 为 目 前 各 种 填 充 元 素 中 最 低 选 择 不 同 频 率 的 填 充 元 素 组 合 可 以 有 效 地 降 低 晶 格 热 导 率 相 关 的 实 验 根 据 这 一 原 则, 在 Ce-Yb 的 双 填 充 p 型 方 钴 矿 中 实 现 了 高 性 能, 热 电 优 值 达 到 了 1.06 相 关 工 作 发 表 于 Intermetallics 上 (3 ) Cu 基 类 金 刚 石 化 合 物 热 电 性 能 的 研 究 基 于 对 特 殊 笼 状 热 电 化 合 物 的 结 构 - 性 能 关 系 的 理 解, 我 们 尝 试 将 新 体 系 的 研 究 扩 展 至 非 笼 状 结 构 的 Cu 基 类 金 刚 石 材 料 这 是 一 类 数 目 众 多 的 化 合 物 理 论 与 实 验 相 结 合 的 研 究 表 明, 这 类 化 合 物 取 决 于 原 子 种 类 与 化 学 键 特 点, 一 些 三 元 以 及 多 元 体 系 中 存 在 决 定 化 合 物 稳 定 性 与 输 运 特 性 的 化 学 键 网 络 (bond network) ; 对 于 不 在 该 网 络 下 的 元 素 进 行 选 择 性 掺 杂, 可 以 在 一 定 程 度 上 独 立 调 控 系 统 的 电 输 运 而 优 化 性 能 基 于 此 思 想 我 们 在 Cu2SnSe3 化 合 物 对 于 不 在 导 电 网 络 上 的 Sn 以 In 来 掺 杂, 实 现 了 p 型 的 ZT~1.14 该 研 究 对 于 扩 展 热 电 材 料 的 研 究 领 域 与 寻 找 新 型 热 电 材 料 体 系 具 有 指 导 意 义 具 体 工 作 在 整 理 中 (4)Cu 基 半 导 体 材 料 的 电 子 结 构 性 质 和 光 学 性 质 研 究 发 现,Cu d 电 子 在 价 带 顶 附 近 有 大 量 态 密 度 分 布, 并 且 它 具 有 双 重 特 性 : 一 方 面 Cu d 电 子 与 Se p 电 子 强 烈 杂 化, 在 很 大 的 能 量 区 间 形 成 共 价 键 ; 另 一 方 面 Cu 作 为 过 渡 金 属,Cu d 电 子 本 质 上 是 局 域 的 为 了 更 加 准 确 地 描 述 Cu d 电 子 双 重 特 性, 理 论 上 需 要 超 越 传 统 的 DFT 理 论 : (1)HSE 函 数 由 于 包 含 了 部 分 Hartree-Fock 势, 能 够 比 LDA 和 GGA 给 出 更 加 合 理 的 晶 体 结 构 参 数 anion displacement, 更 好 地 符 合 实 验 结 果 ;(2) 用 GGA+U 基 础 之 上 的 多 体 微 扰 计 算 GW 方 法, 即 GGA+U+G 0 W 0 (U=4 ev), 得 到 的 能 带 结 构 ( 包 括 禁 带 宽 度 ) 很 好 地 符 合 了 实 验 结 果 光 学 性 质 的 研 究 表 明,BSE 方 法 很 好 地 描 述 了 Cu 基 材 料 的 激 子 效 应, 其 本 征 的 激 子 效 应 强 度 介 于 紧 束 缚 激 子 和 弱 束 缚 激 子 之 间 我 们 对 该 类 材 料 光 吸 收 谱 的 计 算 发 现, 包 含 局 域 场 修 正 的 RPA 方 法 给 出 的 结 果 与 实 验 值 符 合 得 最 好, 原 因 在 于 实 际 样 品 中 的 大 量 缺 陷 态 使 激 子 极 快 地 复 合 掉, 所 以 实 验 上 难 以 测 量 到 激 子 效 应 对 光 吸 收 的 贡 献 ( 三 ) 介 绍 本 年 度 实 验 室 重 大 成 果, 研 究 成 果 的 水 平 和 影 响 等 1 介 孔 二 氧 化 硅 纳 米 材 料 的 生 物 相 容 性 基 础 研 究 和 医 学 应 用 研 究 中 取 得 系 列 重 要 进 展 : 介 孔 二 氧 化 硅 纳 米 材 料 是 一 种 具 有 高 比 表 面 积 大 孔 容 形 貌 和 尺 寸 可 控 的 新 型 无 机 生 物 材 料, 近 年 来 它 在 生 物 医 药 领 域 的 应 用 研 究 引 起 了 广 泛 关 注, 特 别 是 作 为 抗 癌 药 物 传 输 体 系 有 望 实

19 现 临 床 应 用 但 是, 介 孔 二 氧 化 硅 纳 米 材 料 真 正 使 用 前 必 须 全 面 深 入 了 解 其 包 括 毒 性 降 解 性 等 在 内 的 一 系 列 生 物 相 容 性 问 题 然 而 在 这 方 面 国 际 上 的 基 础 研 究 工 作 的 报 道 还 十 分 有 限 高 性 能 陶 瓷 和 超 微 结 构 国 家 重 点 实 验 室 施 剑 林 研 究 员 带 领 的 课 题 组 与 中 科 院 上 海 药 物 所 药 物 制 剂 研 究 中 心 李 亚 平 研 究 员 的 课 题 组 和 上 海 血 液 中 心 朱 自 严 教 授 的 课 题 组 紧 密 合 作, 在 介 孔 二 氧 化 硅 纳 米 材 料 的 生 物 相 容 性 基 础 研 究 和 生 物 医 学 应 用 研 究 方 面 取 得 了 一 系 列 创 新 性 研 究 成 果 他 们 从 体 外 到 体 内 从 细 胞 到 活 体 组 织 和 血 液, 系 统 考 察 了 介 孔 二 氧 化 硅 纳 米 材 料 的 生 物 降 解 性 细 胞 毒 性 血 液 相 容 性 药 代 动 力 学 和 组 织 相 容 性, 证 明 了 介 孔 二 氧 化 硅 纳 米 材 料 具 有 良 好 的 生 物 相 容 性, 为 其 在 生 物 医 药 领 域 的 应 用 研 究 提 供 了 重 要 的 生 物 安 全 性 参 考 资 料 在 此 基 础 上, 他 们 针 对 当 今 重 大 疾 病 之 一 癌 症, 基 于 介 孔 二 氧 化 硅 载 体 构 建 了 多 种 纳 米 抗 癌 药 物 传 输 体 系 具 有 代 表 性 的 工 作 是, 他 们 首 次 提 出 在 合 成 纳 米 药 物 传 输 体 系 的 过 程 中, 将 具 有 抗 癌 作 用 的 广 谱 抗 菌 性 表 面 活 性 剂 原 位 装 载 在 介 孔 二 氧 化 硅 纳 米 颗 粒 的 介 孔 孔 道 中, 构 建 了 一 种 新 型 的 介 孔 二 氧 化 硅 纳 米 抗 癌 药 物 传 输 体 系 这 种 新 型 的 纳 米 抗 癌 药 物 传 输 体 系 展 现 出 接 近 于 理 论 值 的 非 常 高 的 药 物 装 载 量 (600 mg/g) 独 特 的 药 物 缓 释 能 力 以 及 高 的 体 外 抗 癌 效 率, 因 而 具 有 重 要 的 临 床 研 究 价 值 相 关 系 列 研 究 结 果 分 别 发 表 在 Biomaterials 2010, 31, 1085; Biomaterials 2010, 31, 3335; Biomaterials 2010, 31, 7785; Small 2009, 5, 2722; Small 2010, DOI: /smll 等 国 际 著 名 学 术 期 刊 上 相 关 研 究 工 作 一 经 发 表 即 引 起 学 术 界 广 泛 关 注, 并 被 Nanoscale Small 等 学 术 期 刊 的 综 述 性 论 文 大 篇 幅 转 载 和 引 用 上 述 研 究 工 作 得 到 国 家 自 然 科 学 基 金 中 科 院 创 新 方 向 性 项 目 上 海 纳 米 专 项 上 海 市 青 年 科 技 启 明 星 计 划 和 上 海 硅 酸 盐 所 研 究 生 培 育 计 划 的 资 助 发 表 的 系 列 学 术 论 文 见 以 下 链 接 :

20 2 多 功 能 介 孔 纳 米 材 料 的 设 计 与 在 纳 米 医 药 中 的 应 用 研 究 : 介 孔 材 料 由 于 具 有 高 的 比 表 面 积 大 的 孔 容 和 均 一 可 调 的 孔 径 大 小, 在 吸 附 催 化 分 离 能 源 和 医 药 等 领 域 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 对 介 孔 纳 米 生 物 材 料 进 行 功 能 化, 赋 予 其 靶 向 临 床 分 子 影 像 协 同 治 疗 等 新 的 功 能, 可 以 高 效 地 在 疾 病 治 疗 的 同 时, 及 时 跟 进 疾 病 的 演 变 过 程, 为 后 期 进 一 步 的 临 床 治 疗 提 供 更 多 的 信 息 随 着 这 一 思 想 的 提 出, 一 个 全 新 的 名 词, 即 纳 米 诊 疗 剂 (Nanotheranostics) 应 运 而 生 磁 性 纳 米 材 料 目 前 已 经 被 证 明 具 有 良 好 的 生 物 相 容 性 良 好 的 磁 靶 向 / 磁 热 疗 和 T 2 核 磁 共 振 成 像 的 性 能 ; 并 且 荧 光 量 子 点 已 经 被 广 泛 应 用 在 生 物 荧 光 成 像 中 将 磁 性 纳 米 粒 子 荧 光 量 子 点 与 介 孔 材 料 结 合, 将 可 以 结 合 核 磁 共 振 成 像 高 的 空 间 分 辨 率 和 荧 光 成 像 高 的 灵 敏 度 的 优 点, 通 过 介 孔 孔 道 结 构 可 以 有 效 地 负 载 客 体 药 物 分 子, 最 终 可 以 得 到 集 核 磁 共 振 成 像 / 荧 光 成 像 和 药 物 输 运 为 一 体 的 多 功 能 纳 米 诊 疗 剂 为 此, 我 们 提 出 了 一 种 基 于 静 电 相 互 作 用 的 层 层 自 组 装 法, 将 荧 光 量 子 点 整 合 到 Fe 3 O 2 核 / 壳 结 构 中, 得 到 了 目 标 多 功 能 纳 米 诊 疗 剂 重 要 的 是, 这 是 一 种 通 用 的 制 备 多 功 能 纳 米 粒 子 的 方 法, 只 要 功 能 纳 米 粒 子 带 有 电 荷, 都 可 以 采 取 类 似 的 方 法 进 行 多 功 能 化 此 外, 对 于 重 大 疾 病 的 治 疗, 医 学 的 发 展 从 大 面 积 手 术 创 伤 到 微 创 治 疗, 直 至 现 在 刚 刚 兴 起 的 无 创 治 疗 无 创 治 疗 由 于 具 有 高 的 治 疗 效 率 和 低 的 副 作 用, 是 以 后 医 学 发 展 的 主 流 方 向 在 各 种 兴 起 的 无 创 治 疗 中, 高 强 度 聚 焦 超 声 治 疗 (HIFU) 目 前 已 经 在 临 床 中 针 对 子 宫 肌 瘤 的 治 疗 得 到 了 广 泛 的 应 用, 并 且 中 国 在 该 领 域 处 于 世 界 领 先 地 位, 具 有 高 度 的 自 主 知 识 产 权 然 而, 其 对 于 肿 瘤 的 治 疗 还 没 有 得 到 广 泛 的 应 用 主 要 是 受 到 两 个 因 素 的 制 约 : 一 个 是 如 何 精 确 地 定 位 肿 瘤 位 置, 为 体 外 的 高 强 度 聚 焦 超 声 提 供 精 确 的 靶 点 ; 一 个 事 如 何 有 效 地 提 高 治 疗 效 果, 减 少 手 术 治 疗 的 时 间 除 了 代 价 昂 贵 的 仪 器 设 备 的 升 级 换 代 以 外, 纳 米 生 物 技 术 为 有 效 地 解

21 决 这 一 难 题 提 供 了 有 效 的 手 段 针 对 此, 我 们 设 计 了 一 种 多 功 能 介 孔 纳 米 空 心 纳 米 粒 子 该 纳 米 粒 子 具 有 巨 大 的 空 腔 结 构, 可 以 有 效 地 负 载 和 传 输 温 敏 型 的 氟 碳 分 子 ( 全 氟 己 烷,PFH) 进 行 HIFU 治 疗 的 增 效, 并 具 有 T 1 核 磁 共 振 成 像 造 影 性 能 的 壁 层 为 聚 焦 超 声 提 供 靶 点 1) 集 磁 性 / 荧 光 双 模 式 成 像 和 药 物 输 送 功 能 的 多 功 能 介 孔 纳 米 粒 子 的 制 备 与 性 能 研 究 : 一 般 介 孔 SiO 2 纳 米 粒 子 的 表 面 呈 现 负 电 荷, 并 且 许 多 制 备 出 的 功 能 性 纳 米 粒 子 的 表 面 呈 现 正 / 负 电 荷 通 过 使 用 带 有 强 正 电 荷 或 者 强 负 电 荷 的 聚 电 解 质 为 媒 介, 通 过 静 电 作 用 可 以 将 不 同 功 能 的 纳 米 粒 子 整 合 在 一 起, 得 到 具 有 多 种 不 同 功 能 的 纳 米 粒 子 该 研 究 通 过 静 电 作 用 的 调 控, 采 用 层 层 自 组 装 法, 在 Fe 3 O 2 的 表 面 包 覆 上 一 层 荧 光 量 子 点 层, 得 到 一 种 集 磁 性 / 荧 光 双 模 式 成 像 和 药 物 输 送 功 能 的 多 功 能 介 孔 纳 米 粒 子, 并 系 统 地 评 价 了 其 细 胞 生 物 学 效 应 ( 包 括 细 胞 毒 性 溶 血 性 和 凝 血 性 ) 详 细 研 究 结 果 叙 述 如 下 : (A) 成 功 地 在 Fe 3 O 2 的 表 面 包 覆 上 一 层 荧 光 量 子 点 层, 且 荧 光 强 度 可 以 通 过 包 覆 的 层 数 进 行 调 控 包 覆 的 荧 光 层 赋 予 载 体 荧 光 成 像 的 性 能, 可 以 有 效 地 用 于 细 胞 的 标 记 和 示 踪 (B) 磁 性 Fe 3 O 4 内 核 赋 予 载 体 磁 性 能, 比 饱 和 磁 化 强 度 为 5.54 emu/g 载 体 的 磁 性 能 赋 予 纳 米 粒 子 T 2 核 磁 共 振 成 像 的 性 能 (r 2 = 143mM -1 s -1 ), 研 究 了 材 料 体 外 和 体 内 MRI 造 影 的 性 能 (C) 该 多 功 能 纳 米 粒 子 的 孔 道 可 以 作 为 药 物 输 送 的 存 储 器, 选 用 盐 酸 阿 霉 素 为 模 型 药 物, 结 果 发 现 载 体 对 盐 酸 阿 霉 素 的 负 载 量 为 15%, 负 载 效 率 达 72% 由 于 盐 酸 阿 霉 素 带 有 正 电 荷, 与 呈 现 负 电 荷 的 介 孔 内 壁 产 生 静 电 作 用, 因 此 显 示 出 ph 响 应 的 药 物 释 放 特 性, 在 酸 性 条 件 下 释 放 速 度 远 大 于 中 性 条 件 细 胞 层 面 MTT 结 果 显 示 负 载 了 药 物 的 载 体 比 自 由 的 药 物 有 更 高 的 细 胞 毒 性, 即 有 更 好 的 药 效 并 系 统 了 研 究 了 细 胞 吞 噬 的 机 理 细 胞 内 的 定 位 与 药 物 作 用 机 理 (D) 系 统 地 评 价 了 制 备 出 的 载 体 的 细 胞 生 物 学 效 应 体 外 细 胞 毒 性 研 究 结 果 发 现 IC 50 >240 μg/ml; 溶 血 实 验 结 果 显 示 载 体 对 血 红 细 胞 的 破 坏 具 有 浓 度 依 赖 性, 且 毒 性 不 大 ; 凝 血 实 验 结 果 显 示 载 体 对 血 浆 无 明 显 的 凝 血 特 性 (E) 提 出 了 一 种 设 计 多 功 能 纳 米 药 物 载 体 的 3F 设 计 理 念, 即 多 功 能 载 体 应 具 有 靶 向 (Fighting) 治 疗 (Fighting) 和 跟 踪 (Following) 特 性 并 将 该 基 于 静 电 作 用 的 层 层 自 组 装 法 进 行 了 拓 展 本 部 分 研 究 结 果 发 表 于 Advanced Functional Materials, 2011, 2, (SCI-IF=8.486) 2) 多 功 能 介 孔 空 心 纳 米 探 针 在 HIFU 肿 瘤 手 术 治 疗 中 的 应 用 首 次 将 纳 米 生 物 技 术 引 入 到 无 创 手 术 治 疗 领 域 采 用 一 种 基 于 结 构 差 异 导 致 的 选 择 性 刻 蚀 法, 成 功 制 备 出 以 十 六 烷 基 三 甲 基 溴 化 铵 (CTAB) 为 结 构 导 向 剂 的 介 孔 SiO 2 空 心 纳 米 粒 子 通 过 一 种 原 位 的 氧 化 - 还 原 法, 在 介 孔 孔 道 中 引 入 Mn 的 顺 磁 中 心, 利 用 介 孔 结 构 大 的 比 表 面 积 增 大 其 分

22 散 程 度, 尽 可 能 暴 露 Mn 的 顺 磁 中 心, 提 高 其 与 水 分 子 的 接 触 机 会, 最 终 增 大 Mn 基 T 1 核 磁 共 振 成 像 的 性 能 利 用 介 孔 孔 道 和 大 的 空 腔 结 构 包 覆 温 敏 型 氟 碳 分 子 ( 全 氟 己 烷,PFH), 用 于 HIFU 增 效 治 疗 建 立 兔 的 VX2 肝 肿 瘤 模 型, 采 用 体 外 脱 气 牛 肝 和 体 内 动 物 模 型 评 价 其 T 1 核 磁 共 振 成 像 和 HIFU 增 效 治 疗 的 效 果 详 细 研 究 结 果 叙 述 如 下 : (A) 通 过 结 构 表 征 发 现 制 备 出 的 多 功 能 介 孔 空 心 纳 米 粒 子 具 有 巨 大 的 空 腔 结 构, 规 整 的 孔 道 结 构 ( 比 表 面 积 :468 m 2 /g 孔 容 :0.6 cm 3 /g 孔 径 :3.8 nm 和 12.6 nm), 水 和 粒 径 为 342 nm (B) 通 过 原 位 氧 化 - 还 原 法, 成 功 地 将 Mn 的 顺 磁 中 心 均 匀 分 散 到 介 孔 孔 道 中 T 1 核 磁 共 振 性 能 得 到 很 大 的 提 高,r 1 值 达 到 了 1.84 mm -1 s -1 体 内 动 物 实 验 结 果 表 明 静 脉 注 射 了 纳 米 粒 子 的 兔 子 肝 肿 瘤 部 位 得 到 精 确 的 显 影, 肿 瘤 的 边 界 与 正 常 组 织 的 边 界 变 得 更 加 清 晰, 并 且 肿 瘤 的 MRI 信 号 强 度 随 着 时 间 的 延 长 变 强, 进 一 步 证 明 纳 米 粒 子 进 入 了 肿 瘤 部 位 (C) 体 外 脱 气 牛 肝 实 验 表 明 注 射 了 包 覆 PFH 的 多 功 能 空 心 纳 米 粒 子 的 牛 肝 在 HIFU 的 辐 照 下 显 示 出 更 大 的 损 伤 体 积, 证 明 了 体 外 HIFU 增 效 的 效 果 进 一 步 体 内 动 物 模 型 实 验 结 果 表 明 注 射 了 纳 米 粒 子 的 肿 瘤 在 HIFU 的 辐 照 下 被 损 伤 的 体 积 最 大 : 包 含 PFH 的 纳 米 粒 子 为 10.2 mm 3 (150 w), 纳 米 粒 子 为 3.7 mm 3 (150 w), 生 理 盐 水 为 1.1 mm 3 (150 w) 本 部 分 研 究 结 果 发 表 于 Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50, (SCI-IF=12.73) 3 院 地 合 作 项 目 高 分 子 基 复 合 智 能 节 能 贴 膜 取 得 新 进 展 : 高 性 能 陶 瓷 和 超 微 结 构 国 家 重 点 实 验 室 与 佛 山 佛 塑 科 技 集 团 股 份 有 限 公 司 合 作 的 高 分 子 基 复 合 智 能 节 能 贴 膜 项 目 取 得 了 重 大 突 破 双 方 于 2010 年 8 月 24 日 签 署 全 面 战 略 合 作 协 议, 项 目 得 到 了 广 东 省 各 级 政 府 和 中 科 院 的 关 心 和 大 力 支 持 高 分 子 基 复 合 智 能 节 能 贴 膜 为 具 有 开 创 性 意 义 的 新 一 代 功 能 薄 膜, 与 市 售 低 辐 射 Low-e 玻 璃 贴 膜 相 比, 其 最 大 特 点 是 具 有 双 向 调 节 的 智 能 控 温 功 能, 核 心 原 理 是 贴 膜 中 采 用 了 对 红 外 线 的 透 过 起 开 关 作 用 的 VO 2 温 控 层 当 温 度 低 于 相 变 温 度 时, 温 控 层 显 示 红 外 透 明 特 性, 表 现 为 较 高 的 太 阳 光 红 外 线 透 过 率 ; 当 温 度 高 于 相 变 温 度 时, 则 显 示 红 外 阻 止 特 性, 可 大 幅 度 降 低 太 阳 光 红 外 线 的 透 过 率 通 过 这 种 双 向 自 动 调 节, 可 以 达 到 冬 天 保 暖 夏 天 隔 热 的 效 果 经 过 反 复 试 验, 目 前 已 完 成 了 200mm 幅 宽 贴 膜 样 品 的 试 制, 该 贴 膜 除 了 具 有 优 良 的 红 外 光 调 节 性 能 外, 还 表 现 出 较 高 的 可 见 光 透 过 率, 可 完 全 满 足 实 际 应 用 要 求 该 产 品 不 仅 高 效 节 能, 而 且 智 能 环 保, 属 于 当 前 国 际 前 沿 技 术 项 目 实 现 产 业 化 后, 预 计 年 产 值 可 超 过 10 亿 元, 而 产 品 价 格 只 有 非 智 能 型 进 口 产 品 (Low-e 玻 璃 贴 膜 ) 的 1/3 左 右 在 近 日 珠 三 角 九 市 产 业 转 型 升 级 巡 回 检 查 讲 评 会 佛 山 视 察 活 动 中, 广 东 省 委 书 记 汪 洋 和 省 长 黄 华 华 特 别 驻 足 参 观 了 高 分 子 基 复 合 智 能 节 能 贴 膜 的 模 拟 演 示, 对 项 目 取 得 的 成 果 给 予 高 度 评 价 和 殷 切 勉 励

23 有 关 资 料 显 示, 我 国 建 筑 和 汽 车 玻 璃 贴 膜 存 在 巨 大 的 市 场 空 间, 市 场 总 需 求 约 5000 亿 元, 年 增 幅 超 过 10% 若 将 该 产 品 推 广 应 用, 其 综 合 节 能 效 果 非 常 明 显 以 广 州 市 为 例, 粗 略 估 计 年 可 节 约 标 准 煤 252 万 吨, 减 排 有 毒 气 体 ( 如 氧 化 硫 )5 万 吨, 减 排 二 氧 化 碳 100 万 吨

24 广 东 省 委 书 记 汪 洋 和 省 长 黄 华 华 参 观 高 分 子 基 复 合 智 能 节 能 贴 膜 展 台 4 超 高 温 陶 瓷 研 究 取 得 重 要 进 展 : 超 高 温 陶 瓷 是 一 类 具 有 3000 以 上 的 高 熔 点, 并 具 有 优 良 的 高 温 抗 氧 化 性 耐 烧 蚀 性 和 抗 热 震 性 的 过 渡 金 属 的 硼 化 物 碳 化 物 和 氮 化 物, 有 望 用 于 航 天 火 箭 的 发 动 机, 太 空 往 返 飞 行 器 和 高 超 音 速 运 载 工 具 的 防 热 系 统 和 推 进 系 统, 以 及 金 属 高 温 熔 炼 和 连 铸 用 的 电 极 坩 埚 和 相 关 部 件, 发 热 元 件 等 超 高 温 陶 瓷 的 性 能 取 决 于 高 纯 超 细 原 料 的 质 量 粉 体 形 貌 与 反 应 活 性 致 密 化 程 度 烧 结 方 法 与 制 度 以 及 微 结 构 控 制 等 诸 多 因 素, 而 高 温 性 能 包 括 高 温 强 度 抗 热 震 性 能 抗 氧 化 耐 烧 蚀 性 能 等 是 超 高 温 陶 瓷 能 够 应 用 于 高 温 结 构 材 料 工 程 部 件 的 关 键 高 性 能 陶 瓷 和 超 微 结 构 国 家 重 点 实 验 室 张 国 军 研 究 员 带 领 的 课 题 组 在 国 家 自 然 科 学 基 金 委 重 点 项 目 超 高 温 陶 瓷 相 图 材 料 制 备 与 微 结 构 控 制 的 研 究 的 资 助 下, 充 分 发 挥 实 验 室 内 ( 黄 政 仁 研 究 员 课 题 组 和 顾 辉 研 究 员 课 题 组 ) 和 所 外 ( 中 南 大 学 金 展 鹏 院 士 和 郑 峰 教 授 团 队 ) 强 强 联 合 的 优 势, 从 2005 年 开 始, 对 以 硼 化 锆 (ZrB 2 ) 和 硼 化 铪 (HfB 2 ) 为 基 体 的 超 高 温 陶 瓷 的 相 平 衡 关 系 粉 体 合 成 成 型 工 艺 烧 结 微 结 构 调 控 与 超 微 结 构 分 析 高 温 强 度 抗 氧 化 耐 烧 蚀 性 能 等 进 行 了 系 统 深 入 的 研 究, 获 得 了 丰 硕 的 研 究 成 果 具 体 研 究 成 果 包 括 : 采 用 商 业 粉 体 为 原 料, 通 过 多 种 制 备 手 段 获 得 了 高 纯 超 细 的 ZrB 2 和 HfB 2 等 粉 体, 研 究 结 果 表 明 获 得 的 粉 体 具 有 良 好 的 烧 结 活 性 同 时, 采 用 多 种 烧 结 工 艺 制 备 了 超 高 温 陶 瓷, 研 究 了 材 料 的 致 密 化 机 理 ; 利 用 透 射 电 镜 等 研 究 了 氧 污 染 在 ZrB 2 粉 体 颗 粒 表 面 的 分 布 状 态 以 及 去 除 机 理 ; 采 用 注 浆 成 型 或 凝 胶 注 模 成 型 结 合 无 压 烧 结 工 艺 制 备 了 具 有 复 杂 形 状 的 超 高 温 陶 瓷 部 件 为 了 进 一 步 提 升 超 高 温 陶 瓷 的 综 合 性 能, 采 用 各 种 微 结 构 调 控 手 段, 提 出 并 利 用 外 场 ( 强 磁 场 和 应 力 场 ) 辅 助 法, 包 括 强 磁 场 定 向 和 热 锻 等 方 法, 获 得 了 高 取 向 度 的 织 构 化 硼 化 物 基 超 高 温 陶 瓷, 材 料 的 硬 度 热 导 率 和 抗 氧 化 等 性 能 在 特 定 方 向 显 著 改 善, 最 大 程 度 地 发 挥 了 陶 瓷 材 料 在 某 一 晶 面 方 向 的 最 佳 性 能, 为 进 一 步 提 高 超 高 温 陶 瓷 的 性 能 提 供 了 新 的 途 径 同 时, 对 材 料 的 力 学 性 能 高 温 热 物 理 性 能 及 显 微 结 构 的 高 温 稳 定 性 等 进 行 了 评 价, 利 用 透 射 电 镜 研 究 了 硼 化 铪 - 碳 化 硅 (HfB 2 -SiC) 复 相 陶 瓷 氧 化 初 期 耗 尽 层 的 形 成 机 制, 并 提 出 以 耗 尽 层 厚 度 评 价 材 料 抗 氧 化 性 能 的 新 观 点 ; 系 统 研 究 了 不 同 碳 化 物 助 剂 在 烧 结 过 程 中 的 化 学 反 应 与 固 溶 机 制, 在 添 加 碳 化 钨 (WC) 的 情 况 下 获 得 了 高 温 弯 曲 强 度 能 够 维 持 到 1600 C( 约 650MPa) 的 硼 化 锆 - 碳 化 硅 (ZrB 2 -SiC) 超 高 温 陶 瓷 以 上 研 究 为 超 高 温 陶 瓷 的 实 际 应 用 奠 定 了 坚 实 的 科 学 基 础 几 年 来, 以 重 点 基 金 项 目 为 依 托, 我 们 在 该 领 域 的 研 究 成 果 已 在 J. Am. Ceram. Soc 等 国 际 著 名 期 刊 发 表 SCI 学 术 论 文 50 余 篇 ; 申 报 国 家 发 明 专 利 13 项, 目 前 已 获 得 3 项 授 权 ; 培 养 了 多 名

25 优 秀 的 研 究 生 ; 同 时 与 日 本 意 大 利 比 利 时 美 国 等 国 家 相 关 领 域 的 学 者 建 立 了 良 好 的 国 际 合 作 关 系, 并 多 次 受 邀 在 重 要 国 际 会 议 上 作 邀 请 报 告 介 绍 相 关 研 究 成 果 国 家 自 然 科 学 基 金 委 工 程 与 材 料 科 学 部 于 2011 年 5 月 23 日 在 上 海 组 织 召 开 了 重 点 基 金 项 目 超 高 温 陶 瓷 相 图 材 料 制 备 与 微 结 构 控 制 的 研 究 的 结 题 验 收 会, 与 会 专 家 一 致 认 为 该 项 目 的 研 究 工 作 具 有 明 显 的 创 新 性, 圆 满 地 完 成 了 预 定 研 究 目 标, 综 合 评 议 为 A 亚 微 米 级 高 纯 超 细 ZrB2 粉 体 的 可 控 合 成 高 纯 超 细 HfB2 粉 体 的 可 控 合 成 通 过 注 浆 成 型 和 无 压 烧 结 制 备 的 ZrB 2 -SiC 陶 瓷 锥 体 研 制 出 一 种 具 有 自 锁 结 构 的 ZrB2-SiC 超 高 温 陶 瓷, 显 著 提 高 材 料 的 断 裂 韧 性

26 采 用 热 锻 工 艺 实 现 硼 化 锆 板 晶 的 定 向 排 列, 显 著 改 善 材 料 特 定 方 向 的 抗 氧 化 性 能 和 力 学 性 能 利 用 透 射 电 镜 分 析 揭 示 硼 化 铪 - 碳 化 硅 陶 瓷 氧 化 初 期 耗 尽 层 形 成 机 制

27 采 用 强 磁 场 定 向 技 术 制 备 的 织 构 化 硼 化 铪 - 碳 化 硅 陶 瓷 的 各 向 异 性 氧 化 行 为 序 号 国 家 科 研 项 目 一 览 表 ( 经 费 单 位 : 万 元 ) 项 目 类 别 项 目 名 称 开 始 时 间 结 束 时 间 总 经 费 本 年 实 到 经 费 负 责 人 1 国 家 重 大 专 项 多 孔 碳 化 硅 材 料 曾 宇 平 2 国 家 重 大 专 项 基 于 纳 米 结 构 的 宽 光 谱 高 效 太 阳 能 电 池 关 键 科 学 问 题 研 究 黄 富 强 3 国 家 重 大 专 项 节 能 领 域 纳 米 材 料 机 敏 特 性 的 关 键 科 学 问 题 研 究 赵 景 泰 计 划 新 热 电 化 合 物 体 系 探 索 及 其 构 建 顾 辉 计 划 信 息 功 能 陶 瓷 微 器 件 结 构 及 其 集 成 技 术 李 效 民 计 划 计 划 聚 焦 超 声 治 疗 肿 瘤 的 增 效 模 式 与 机 制 研 究 脆 弱 性 硅 酸 盐 质 文 化 遗 产 保 护 关 键 科 学 与 技 术 基 础 研 究 陈 航 榕 黄 晓 计 划 新 热 电 化 合 物 体 系 探 索 及 其 构 建 规 律 张 文 清 计 划 新 型 高 密 度 快 衰 减 闪 烁 透 明 陶 瓷 关 键 制 备 技 术 刘 茜 10 国 家 自 然 科 学 基 金 非 晶 陶 瓷 中 纳 米 尺 度 亚 结 构 与 分 相 关 系 的 研 究 顾 辉 11 国 家 自 然 科 学 基 金 基 于 超 细 粉 体 的 陶 瓷 结 构 设 计 及 高 性 能 无 压 烧 结 碳 化 硼 的 制 备 张 兆 泉 12 国 家 自 然 科 学 基 金 热 障 涂 层 材 料 氧 化 锆 隔 热 层 的 相 变 规 律 研 究 钱 鹏 翔 13 国 家 自 然 科 学 基 金 能 量 转 换 材 料 的 研 究 顾 辉 14 国 家 自 然 科 学 基 金 电 控 节 能 窗 体 系 中 电 致 变 色 机 理 的 原 位 同 步 辐 射 研 究 郭 向 欣 15 国 家 自 然 科 学 基 金 层 状 电 磁 复 合 材 料 的 界 面 结 构 设 计 与 制 备 方 法 李 效 民 16 国 家 自 然 科 学 基 金 过 渡 金 属 氧 化 物 薄 膜 晶 态 薄 膜 微 观 结 构 调 控 及 其 电 阻 记 忆 性 能 研 究 李 效 民

28 17 国 家 自 然 科 学 基 金 18 国 家 自 然 科 学 基 金 19 国 家 自 然 科 学 基 金 20 国 家 自 然 科 学 基 金 21 国 家 自 然 科 学 基 金 22 国 家 自 然 科 学 基 金 23 国 家 自 然 科 学 基 金 24 国 家 自 然 科 学 基 金 25 国 家 自 然 科 学 基 金 26 国 家 自 然 科 学 基 金 27 国 家 自 然 科 学 基 金 28 国 家 自 然 科 学 基 金 29 国 家 自 然 科 学 基 金 30 国 家 自 然 科 学 基 金 31 国 家 自 然 科 学 基 金 32 国 家 自 然 科 学 基 金 33 国 家 自 然 科 学 基 金 34 国 家 自 然 科 学 基 金 35 国 家 自 然 科 学 基 金 36 国 家 自 然 科 学 基 金 37 国 家 自 然 科 学 基 金 基 于 半 导 体 复 合 纳 米 结 构 的 新 型 光 阳 极 材 料 及 其 载 流 子 输 运 行 为 研 究 基 于 氧 化 钛 纳 米 柱 阵 列 -CuInS 超 薄 吸 收 层 太 阳 能 电 池 的 研 究 氟 化 铅 基 卤 化 物 混 晶 材 料 的 制 备 及 其 闪 烁 性 能 探 索 新 型 多 级 孔 纳 米 结 构 氧 化 锆 基 固 体 超 强 酸 催 化 剂 的 制 备 及 其 应 用 探 索 研 究 复 合 氧 化 物 纳 米 结 构 的 合 成 和 生 物 学 效 应 基 于 乳 腺 癌 诊 治 技 术 的 新 型 多 功 能 复 合 结 构 设 计 制 备 与 初 步 应 用 探 索 基 于 介 孔 空 心 纳 米 结 构 的 有 机 / 无 机 复 合 超 声 造 影 剂 设 计 制 备 及 其 药 物 协 同 治 疗 研 究 新 型 无 机 纳 米 载 体 的 结 构 调 控 及 抗 癌 药 物 控 释 与 靶 向 性 能 研 究 基 于 介 孔 空 心 球 的 新 型 CO 2 吸 附 剂 的 设 计 制 备 与 性 能 研 究 骨 架 荧 光 / 药 物 输 运 双 功 能 介 孔 氧 化 硅 纳 米 结 构 与 性 能 基 于 石 墨 烯 / 氧 化 钛 复 合 物 的 超 柔 性 太 阳 能 电 池 及 性 能 研 究 基 于 锐 钛 矿 TiO2 纳 米 线 阵 列 的 全 氧 化 物 太 阳 能 电 池 及 性 能 研 究 碳 纳 米 管 / 导 电 聚 合 物 透 明 柔 性 导 电 薄 膜 的 制 备 与 性 能 研 究 新 型 耐 高 温 耐 腐 蚀 抗 辐 照 长 寿 命 材 料 的 设 计 合 成 与 表 征 强 磁 场 下 硼 化 物 陶 瓷 的 织 构 化 与 性 能 优 化 环 境 净 化 用 石 墨 烯 /BiMO 复 合 光 催 化 剂 的 基 础 研 究 基 于 核 壳 / 偶 联 结 构 磁 性 光 催 化 复 合 材 料 的 结 构 设 计 与 性 能 研 究 氮 化 物 转 化 法 制 备 WC-Co 纳 米 硬 质 合 金 及 其 性 能 研 究 强 制 扩 散 传 质 无 压 烧 结 制 备 B4C 陶 瓷 的 研 究 过 渡 金 属 碳 化 物 (ZrC, HfC) 的 致 密 化 与 强 韧 化 碳 化 硼 陶 瓷 的 界 面 与 微 结 构 调 控 相 关 基 础 问 题 探 索 高 相 东 甘 小 燕 任 国 浩 陈 航 榕 步 文 博 步 文 博 陈 航 榕 施 剑 林 张 玲 霞 何 前 军 刘 阳 桥 杨 松 旺 孙 静 张 国 军 张 国 军 孙 松 美 张 玲 阚 艳 梅 张 国 军 刘 吉 轩 徐 常 明

29 38 国 家 自 然 科 学 基 金 计 算 材 料 科 学 与 无 机 复 合 能 量 转 换 材 料 的 微 观 设 计 张 文 清 39 国 家 自 然 科 学 基 金 能 量 转 化 材 料 的 研 究 张 文 清 40 国 家 自 然 科 学 基 金 新 型 过 渡 金 属 硼 化 物 超 硬 材 料 的 微 观 机 制 与 理 论 预 测 梁 拥 成 41 国 家 自 然 科 学 基 金 多 酚 对 瓣 膜 弹 性 蛋 白 的 交 联 及 其 在 原 位 组 织 工 程 瓣 膜 支 架 制 备 中 的 应 用 研 究 翟 万 银 42 国 家 自 然 科 学 基 金 用 于 修 复 骨 质 疏 松 骨 缺 损 的 新 型 掺 锶 硅 酸 钙 材 料 研 究 常 江 43 国 家 自 然 科 学 基 金 多 孔 硅 酸 钙 生 物 陶 瓷 的 成 骨 与 降 解 机 理 研 究 林 开 利 44 国 家 自 然 科 学 基 金 透 明 陶 瓷 激 光 材 料 的 制 备 和 微 结 构 调 控 江 东 亮 45 国 家 自 然 科 学 基 金 ZrB 2 -SiC 水 基 凝 胶 注 模 成 型 闫 勇 杰 46 国 家 自 然 科 学 基 金 47 国 家 自 然 科 学 基 金 48 国 家 自 然 科 学 基 金 49 国 家 自 然 科 学 基 金 50 国 家 自 然 科 学 基 金 51 国 家 自 然 科 学 基 金 52 国 家 自 然 科 学 基 金 53 国 家 自 然 科 学 基 金 大 尺 寸 复 杂 形 状 碳 化 硅 陶 瓷 部 件 的 低 成 本 高 可 靠 性 先 进 制 备 科 学 研 究 张 景 贤 仿 自 然 贵 金 属 纳 米 结 构 设 计 组 装 及 在 TERS 的 应 用 杨 勇 二 氧 化 钒 基 复 合 薄 膜 的 制 备 性 能 及 其 在 建 筑 节 能 领 域 的 应 用 研 究 高 彦 峰 热 致 变 色 节 能 玻 璃 镀 膜 材 料 的 设 计 与 磁 控 溅 射 制 备 及 其 应 用 基 础 研 究 金 平 实 智 能 节 能 窗 用 VO 2 基 多 层 膜 结 构 设 计 及 性 能 优 化 曹 逊 二 元 金 属 离 子 注 入 医 用 钛 表 面 结 构 及 性 能 研 究 万 37 刘 宣 勇 新 型 氧 化 钛 基 上 转 换 发 光 玻 璃 的 悬 浮 制 备 及 发 光 机 理 研 究 刘 岩 硅 基 纳 米 结 构 机 械 加 载 尺 度 效 应 与 表 征 方 法 研 究 许 钫 钫 54 国 家 自 然 科 学 基 金 稀 磁 半 导 体 的 研 究 曾 宇 平 55 国 家 自 然 科 学 基 金 磁 性 HAP 研 究 左 开 慧 56 国 家 自 然 科 学 基 金 磷 酸 钙 / 嵌 段 共 聚 物 复 合 纳 米 载 体 的 制 备 结 构 调 控 及 其 药 物 缓 释 性 能 万 30 朱 英 杰 57 行 业 性 重 大 专 项 SiAlON 透 明 陶 瓷 刘 茜 58 行 业 性 重 大 专 项 XX 涂 层 研 制 董 绍 明 59 行 业 性 重 大 专 项 C/SiC 复 合 材 料 XX 及 性 能 优 化 研 究 董 绍 明 60 行 业 性 重 大 专 项 XX 研 制 平 台 建 设 董 绍 明 61 行 业 性 重 大 专 项 XX 条 件 建 设 董 绍 明 62 行 业 性 重 大 专 项 新 型 XX 抗 氧 化 陶 瓷 涂 层 研 究 董 绍 明 63 行 业 性 重 大 专 项 XX 封 闭 涂 层 研 究 董 绍 明 64 行 业 性 重 大 专 项 大 尺 寸 轻 质 高 稳 定 C/SiC 复 合 材 料 XX 研 究 董 绍 明 65 行 业 性 重 大 专 项 大 尺 寸 XXX 制 造 技 术 黄 政 仁

30 66 行 业 性 重 大 专 项 高 新 工 程 专 项 上 海 市 黄 政 仁 67 院 先 导 性 专 项 碳 化 硅 复 合 材 料 支 撑 件 关 键 制 备 技 术 研 究 李 效 民 68 院 先 导 性 专 项 基 于 新 型 无 机 基 复 合 结 构 担 载 的 缓 ( 控 ) 释 材 料 研 究 及 应 用 施 剑 林 69 院 先 导 性 专 项 石 墨 烯 的 可 控 制 备 物 性 与 应 用 探 索 刘 阳 桥 70 院 先 导 性 专 项 71 院 先 导 性 专 项 基 于 硅 酸 盐 复 合 生 物 支 架 材 料 的 制 备 研 究 碳 化 硅 复 合 材 料 XXX 关 键 制 备 技 术 研 究 常 江 董 绍 明 72 院 先 导 性 专 项 SiC 复 合 材 料 董 绍 明 73 院 先 导 性 专 项 碳 化 硅 XXX 相 机 关 键 技 术 黄 政 仁 74 院 先 导 性 专 项 超 大 碳 化 硅 XXX 关 键 制 备 技 术 黄 政 仁 75 院 先 导 性 专 项 76 院 先 导 性 专 项 复 合 型 气 浮 式 新 材 料 开 发 和 熔 体 物 性 测 试 设 备 研 制 空 间 高 温 材 料 科 学 实 验 装 置 关 键 技 术 研 究 刘 岩 潘 秀 红 77 院 先 导 性 专 项 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 孙 静 78 部 委 项 目 碳 化 硼 防 弹 陶 瓷 张 兆 泉 79 部 委 项 目 离 子 导 电 材 料 性 能 的 界 面 调 控 郭 向 欣 80 部 委 项 目 高 热 导 氮 化 硅 基 片 的 制 备 科 学 及 其 基 础 研 究 曾 宇 平 81 部 委 项 目 82 部 委 项 目 单 分 散 介 孔 氧 化 硅 空 心 球 功 能 化 设 计 制 备 及 应 用 基 础 研 究 高 效 高 稳 定 性 染 料 敏 化 太 阳 能 电 池 及 其 材 料 开 发 研 究 陈 航 榕 高 濂 83 部 委 项 目 碳 纳 米 管 基 本 物 性 表 征 方 法 标 准 研 究 孙 静 84 部 委 项 目 低 温 无 压 活 化 烧 结 制 备 高 透 明 ALON 陶 瓷 及 其 机 理 的 研 究 靳 喜 海 85 部 委 项 目 前 驱 体 法 制 备 非 氧 化 物 陶 瓷 材 料 黄 晓 86 部 委 项 目 87 部 委 项 目 蛋 白 质 表 面 修 饰 的 磁 性 纳 米 粒 子 的 制 备 及 其 在 单 克 隆 抗 体 分 离 分 析 中 的 应 用 磷 酸 钙 及 硅 酸 钙 材 料 表 面 纳 米 化 修 饰 对 口 腔 组 织 干 细 胞 的 作 用 及 其 在 组 织 再 生 中 的 应 用 黄 晓 常 江 88 部 委 项 目 碳 化 硅 XXX 研 制 保 障 条 件 建 设 项 目 黄 政 仁 89 部 委 项 目 碳 化 硅 XXX 研 制 黄 政 仁 90 部 委 项 目 碳 化 硅 XXX 研 制 与 应 用 技 术 黄 政 仁 91 部 委 项 目 碳 化 硅 XX 密 封 环 研 究 黄 政 仁 92 部 委 项 目 面 向 XX 应 用 需 求 碳 化 硅 材 料 的 设 计 与 改 进 杨 勇 93 部 委 项 目 扫 描 近 场 光 电 多 功 能 探 针 系 统 黄 政 仁 94 部 委 项 目 用 于 痕 量 爆 炸 物 和 毒 品 检 测 的 高 灵 敏 度 传 感 器 杨 勇