低维功能材料的设计合成、结构调控与物化性能

地区:上海市 宝山区

关键词:中南大学

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000004239

成果描述:

属于无机非金属类信息与功能材料学科。低维功能材料具有新颖的微观结构及独特的尺寸效应和量子效应等新奇物理特性。研究发现,功能材料的微观结构直接影响材料的性能,如何实现对其形貌、尺寸、维度、组成等的设计合成及结构调控,深入系统研究材料结构与物化性能之间的关联,并最终实现依照人们的意愿设计合成低维功能材料,已成为国际材料科学、化学、物理等学科竞争最激烈的研究方向之一。近年来,项目组利用溶液化学反应条件温和、组成易调变、可控制易操作等特点,实现了一系列低维功能材料的可控制备,并探究了材料微观结构与其物化性能间的关联,取得了一系列国际上有重要影响的研究成果。重要科学发现有:发现了一种新型层状氢氧化物-氢氧化钴管锥状结构材料,提出了管锥状结构材料形成的“卷曲机制”,并成功剥离层状氢氧化钴管锥状结构材料获得氢氧化钴单层纳米片,研究论文发表在国际材料化学类顶级期刊《Angewandte Chemie-InternationalEdition》(IF=11.261)上。在该基础上,创建了一系列新型层状过渡金属氢氧化物管锥状结构材料;通过化学剥离反应,创建了一系列新型的、具有特定组成与功能的过渡金属氢氧化物单层纳米片(Nanosheet),研究论文发表在国际材料类顶级期刊《AdvancedMaterials》(IF=17.493)上。发现了层状过渡金属氢氧化物管锥状结构材料大尺度可控制备的新方法,为该类新型中空管锥状结构材料的规模制备及其实际应用奠定了坚实基础,该论文发表在国际功能材料类顶级期刊《AdvancedFunctionalMaterials》(IF=11.805)上。发现了生物分子模板制备新型储氧材料-稀土氧化硫酸镧空心球的新方法,研究表明稀土氧化硫酸镧空心球具有独特的反铁磁性,研究发现该方法对于制备一系列稀土氧化硫酸盐空心球具有普适性,论文发表在《Nano Research》(IF=7.010)上。利用生物分子模板及化学原位转化方法,成功制备了过渡金属硫族化合物空心球,该研究方法为类似的中空结构材料制备及转化提供了借鉴,论文发表在《Chemistry-A European Journal》(IF=5.731)上。发展了“硬模板”、“软模板”等制备空心球的方法,系统探索了该类中空结构材料的物化性能。发展了溶剂热、水热、高温热分解制备氢氧化物、氧化物等纳米立方块的新方法,成功实现了纳米立方块的尺度、结构、形貌等的可控制备,对纳米立方块的磁、光性能等进行了系统研究,揭示了材料微观结构与物化性能间的关联,相关研究论文分别发表在《Journal of Physical Chemistry C》(IF=4.772)、《Crystal Growth & Design》(IF=4.891)上。该项目的研究成果已在国际知名期刊发表SCI研究论文50余篇。其中,8篇代表性论文(平均IF=8.275)已被《Chemical Reviews》(IF=46.568)、《Chemical Society Reviews》(IF=33.383)等国际知名SCI期刊他引217篇次。20篇主要论文被国际知名SCI期刊他引600余篇次。该项目的研究成果在低维功能材料研究方面具有重要的学术影响与科学价值。
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