清华化工系魏飞团队在《化学会评论》发表碳纳

更新时间:2019-09-11

  碳纳米管作为一种具有优美几何结构和优异性能的纳米材料,在微纳电子、透明显示、功能材料、能量存储、航空航天等众多领域具有广阔的应用前景(图1)。自从1991年被报道以来,碳纳米管受到了学术界及工业界广泛的关注和研究兴趣,并实现了千吨级大规模制备。根据其形貌差异,碳纳米管可分为聚团状碳纳米管、垂直阵列状碳纳米管及水平阵列状碳纳米管三种类型。相比于前两种类型,水平阵列状碳纳米管具有完美结构、超低缺陷程度、厘米级以上长度及优异理化性能。实现水平阵列状碳纳米管的结构可控制备及性能调控是近十几年来碳纳米管研究领域的热点和难点。

  在过去十多年间,魏飞教授团队在水平阵列状碳纳米管的生长机理、结构可控制备、性能表征以及应用探索等方面开展了大量研究,并取得一系列重要突破。例如,该团队曾制备出单根长度达到半米以上的碳纳米管,此类超长碳纳米管具有完美的结构和优异的性能;首次发现宏观尺度超润滑现象,并实现单根碳纳米管宏观尺度光学可视化及可控操纵。这一系列成果相继发表在《自然-纳米技术》(Nature Nanotechnology)、《自然-通讯》(Nature Communications)、《先进材料》(Advanced Materials)、《美国化学会-纳米》(ACS Nano)、《纳米快报》(Nano Letters)等知名国际学术期刊上,并引起学术界广泛关注。

  鉴于魏飞教授团队在水平阵列状碳纳米管研究领域取得的突出成就,《化学会评论》期刊编辑邀请魏飞教授在水平阵列状碳纳米管研究方面撰写综述论文。这是魏飞教授团队继今年初在美国化学会旗下的《化学研究评述》(Accounts of Chemical Research)发表封面综述论文之后,再次受邀在知名国际综述期刊上发表碳纳米管研究综述论文。该论文系统阐述了水平阵列状碳纳米管的生长机理、结构控制方法(图2)、形貌调控策略、结构表征、优异性能及应用,对于水平阵列状碳纳米管未来研究和应用具有重要的指导意义。

  《化学会评论》是英国皇家化学会旗下的综述类学术期刊,2016年该期刊的影响因子为34.09,与美国化学会旗下的《化学评论》(Chemical Reviews)和《化学研究评述》(Accounts of Chemical Research)被公认为国际化学化工领域三大综述期刊。

  7月20日,由清华大学化工系和韩国高等科学技术院(Korea Advanced Institute of Science and Technology,简称KAIST)化学与生物分子工程系共同举办的2018 KAIST-Tsinghua学术交流会在韩国举行,主题为致力于可持续发展社会的化学工程。清华化工系党委书记王铁峰等7位教授,KAIST化学与生物分子工程系主任Jae W. Lee等近十位教师代表,KAIST国际交流办公室副主任Jay H. Lee参加了交流会。

  7月3日,由清华大学化工系王金福教授和王铁峰教授负责、北京凯瑞英科技有限公司和化工系联合攻关研发的“3000吨/年盐酸羟胺催化法连续生产技术”,在山东德州宁津通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定,被鉴定为达到国际领先水平。

  5月25日,在江苏南通召开的科技成果鉴定会上,由清华大学化工系骞伟中教授负责,清华大学、江苏中天科技股份有限公司、中天储能科技有限公司、上海中天铝线有限公司联合攻关的“基于石墨烯-离子液体-铝基泡沫集流体高电压超级电容技术”被鉴定达到国际领先水平。

  5月18-20日,由中国化工学会、教育部高等学校化工类专业教学指导委员会、天津大学化工学院主办的第二届中国大学生化工车(Chem-E-Car)竞赛在天津大学举行,清华大学化工系本科生团队获得了性能竞赛、海报竞赛两项冠军,将代表中国参加今年十月份在美国匹兹堡举办的年度化工车竞赛。

  近日,清华大学化工系魏飞教授团队与清华大学航天航空学院李喜德教授团队合作,在超强碳纳米管纤维领域取得重大突破,在世界上首次报道了接近单根碳纳米管理论强度的超长碳纳米管管束,其拉伸强度超越了目前发现的所有其它纤维材料。相关成果以《拉伸强度超过80 GPa的碳纳米管管束》为题,于2018年6月14日在线发表于纳米领域国际顶级学术期刊《自然—纳米技术》上。

  4月18日,清华大学张强教授课题组在能源领域知名期刊《焦耳》(Joule)上发表了论文《用于金属锂电池的珊瑚状碳纤维基复合锂金属负极》,报道了课题组在高安全高容量的复合锂金属负极领域的研究取得的重要进展。该研究被《焦耳》选为本期封面文章,并刊登封面图片。

  10月17日,清华大学化工系张强课题组在《美国科学院院报》上发表文章《用于无枝晶生长金属锂保护的阴离子固定复合电解质》,报道了研究组在柔性复合固态电解质领域取得的新进展。

  9月8-9日,化工系召开全系教师秋季研讨会。研讨会聚焦两个主题:学科建设与组织模式,人才培养与国际化办学。研讨在国家科研组织模式和人才培养形势发生显著变化的背景下,化工系如何集成系内优势力量,促进科研合作,提高科研水平,形成化工系的科研和人才培养特色。

  随着电动汽车、手机、笔记本电脑等行业的高速发展,人们对高能量密度、高安全性的储能电池的需求日益增长。在各类电池体系中,金属锂由于其最高的理论比能量(3860 mAh g-1)及最低的氧化还原电极电势(-3.040 V vs. 标准氢电极)而成为下一代电池负极材料的研究热点。然而,金属锂负极在充放电过程中,易形成针状或树枝状的锂枝晶。锂枝晶的形成和生长会给电池体系带来不可逆的容量损失,甚至可能会穿过隔膜而导致电池正负极内部短路,埋下电池过热自燃等安全隐患。为解决这些问题,科研工作者们从电池结构设计、电解质体系调控等角度进行了诸多尝试,但目前还都不能完美解决金属锂负极的循环效率低、循环稳定性差、安全性低等问题。抑制金属锂枝晶的生长需要更多新的思考角度以及新的解决策略。近年来,清华化工系张强课题组在金属锂负极形核和无枝晶生长领域开展了一系列原创 性研究。

  清华大学张强研究团队及其河南师范大学合作者采用含硝酸锂和多硫化锂的醚类电解液作为诱导剂,通过电沉积的方法预先在金属锂表面沉积一层可移植的固态电解质保护膜。含有保护膜层的金属锂可以移植到不含任何负极保护剂、添加剂的电解液中稳定利用,抑制锂枝晶形成和生长效果显著,提高了负极利用率。

  1月13日,科技部社会发展科技司在北京组织召开国家科技支撑计划“区域循环经济发展关键技术与示范”项目验收会。验收专家组由11名专家组成,134kj开奖现场手机报码,中国工程院院士钱易担任组长。科技部社会发展科技司、中国21世纪议程管理中心、国家发改委资源节约与环境保护司有关部门的同志,以及项目组各课题主要研究人员出席了会议。

  近日,清华大学化学工程系魏飞教授研究组在《科学-进展》(Science Advances)在线发表题为“声辅助组装单根单色超长碳纳米管用于高电流输出晶体管”(Acoustic-assisted assembly of an individual monochromatic ultralong carbon nanotube for high on-current transistors)论文。研究指出,将全同手性、宏观长度的单根超长碳纳米管缠绕成大面积线团,为制备高密度、手性一致碳纳米管这一世纪难题提供了一条全新路线,在新一代碳基电子器件领域具有极大应用潜力。

  清华大学化学工程系反应工程实验室张强研究组实现“水火相容”预氧化制备钙钛矿催化剂。论文《水相预氧化法制备用于水氧化过程的钙钛矿电催化剂于2016年10月发表于《科学进展》(Science Advances)。

  清华大学化工系谢续明课题组在超强、高拉伸水凝胶材料研究上获重要进展,最近和香港城市大学合作使用该凝胶作为固态电解质制备了可自修复、高拉伸的柔性超级电容器,相关研究成果联合发表在《自然·通讯》期刊上。

  “第四届生物育种及高通量筛选理论与应用研讨会暨中国发酵产业协会微生物育种分会第一次学术会议”于11月13-15日在无锡召开。本次会议由清华大学、中国发酵产业协会、江南大学共同举办,清华大学无锡应用技术研究院承办。会议由清华大学化工系邢新会教授主持。本次会议是围绕生物产业核心问题的一次“接地气”的研讨会,会场气氛热烈,互动交流充分,与会代表反响良好。近30位专家作了精彩的邀请报告,分别介绍了生物育种与高通量筛选的新方法、新技术和新装备的最新研究进展。


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