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浙江大學(xué)化學(xué)系2021年十大重要科技進(jìn)展亮點(diǎn)成果

來(lái)源:浙江大學(xué)化學(xué)系      2022-03-18
導(dǎo)讀:浙江大學(xué)化學(xué)系組織遴選了“2021年度十大重要科技進(jìn)展亮點(diǎn)成果”

浙江大學(xué)化學(xué)系始終聚焦“四個(gè)面向”,堅(jiān)持“頂天、立地、育人”科研價(jià)值取向,培育胸懷祖國(guó)、追求卓越、引領(lǐng)未來(lái)的科技領(lǐng)軍人才,努力打造一流生態(tài)化學(xué)人才培養(yǎng)高地和基礎(chǔ)研究高峰。2021年,以通訊單位在《Nature》和《Science》發(fā)表4篇論文,其中第一作者單位2篇;獲得國(guó)家級(jí)高層次人才基金3項(xiàng)、國(guó)家級(jí)優(yōu)秀青年人才基金7項(xiàng),新增主持科技三重項(xiàng)目5項(xiàng),千萬(wàn)級(jí)科研項(xiàng)目4項(xiàng);獲得浙江省科學(xué)技術(shù)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、發(fā)明一等獎(jiǎng)1項(xiàng);獲批成立浙江省激發(fā)態(tài)材料合成與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,獲得1個(gè)五千萬(wàn)元捐贈(zèng)合同和1個(gè)五千萬(wàn)元重大橫向合同建設(shè)“浙江大學(xué)激子半導(dǎo)體研究中心”。化學(xué)學(xué)科國(guó)際排名繼續(xù)攀升,ESI排名第14US News排名第17,QS排名第22

為加強(qiáng)對(duì)我系重要科技進(jìn)展的宣傳,激勵(lì)廣大師生的科學(xué)熱情和奉獻(xiàn)精神,促進(jìn)公眾更加理解、關(guān)心和支持化學(xué)科學(xué),營(yíng)造良好的尊重知識(shí)、崇尚創(chuàng)新的科學(xué)氛圍,浙江大學(xué)化學(xué)系組織遴選了“2021年度十大重要科技進(jìn)展亮點(diǎn)成果”,現(xiàn)予公布。


1.  成果名稱(chēng):?jiǎn)畏肿与娭禄瘜W(xué)發(fā)光顯微鏡

成果類(lèi)型:高影響力學(xué)術(shù)進(jìn)展

主要完成人:馮建東等

簡(jiǎn)介:

化學(xué)創(chuàng)造著千變?nèi)f化的物質(zhì)世界,在這其中每一個(gè)單分子起到基本的作用。傳統(tǒng)化學(xué)和生物學(xué)研究大量分子參與的反應(yīng)和變化。著名物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤曾評(píng)論過(guò):“我們從來(lái)沒(méi)有用一個(gè)單電子、單原子或單分子做過(guò)實(shí)驗(yàn)。我們假設(shè)我們可以在思想實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn),但是這會(huì)導(dǎo)致非??尚Φ暮蠊??!庇^察、操縱和測(cè)量最為微觀的單分子化學(xué)反應(yīng)是科學(xué)家面臨的一個(gè)長(zhǎng)久科學(xué)挑戰(zhàn)。針對(duì)這一挑戰(zhàn),浙江大學(xué)化學(xué)系馮建東研究員致力于發(fā)展跨學(xué)科的單分子測(cè)量方法和儀器,實(shí)現(xiàn)多維度的溶液體系單分子物理和化學(xué)過(guò)程觀測(cè)、新現(xiàn)象研究和應(yīng)用建立。其團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種可以直接對(duì)溶液中單分子化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行成像的顯微鏡技術(shù),并實(shí)現(xiàn)了超高時(shí)空分辨成像。該技術(shù)在化學(xué)成像和生物成像領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值,允許看到更清晰的微觀結(jié)構(gòu)和細(xì)胞圖像,成果在2021年作為封面論文刊登于《自然》。



2.  成果名稱(chēng):無(wú)機(jī)顆粒的融合

成果類(lèi)型:高影響力學(xué)術(shù)進(jìn)展

主要完成人:唐???、劉昭明等

簡(jiǎn)介:

人們通常使用陶瓷高溫?zé)Y(jié)方法促進(jìn)無(wú)機(jī)礦物顆粒的融合,但也只能達(dá)到部分融合。唐??怠⒄衙鲌F(tuán)隊(duì)最新成果發(fā)現(xiàn),通過(guò)調(diào)控?zé)o定形碳酸鈣礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)水含量和外部壓力可以在常溫條件實(shí)現(xiàn)固體顆粒之間的完全融合,相關(guān)論文于2021年發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Science》上,研究工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金杰出青年基金、優(yōu)秀青年基金、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的資助。研究揭示在一定的壓力下,材料內(nèi)部可以形成動(dòng)態(tài)水通道促進(jìn)離子傳質(zhì),從而使固態(tài)材料獲得一定的結(jié)構(gòu)流動(dòng)性,為無(wú)機(jī)顆粒的融合提供了全新的認(rèn)知。利用材料結(jié)構(gòu)水的傳質(zhì)策略克服了傳統(tǒng)燒結(jié)方法的不足,所得到塊體材料的結(jié)構(gòu)具有連續(xù)性和均一系性,因此擁有著優(yōu)異的光學(xué)透過(guò)性和機(jī)械力學(xué)強(qiáng)度。壓力誘導(dǎo)顆粒融合的研究表明原本剛性的無(wú)機(jī)材料也具有一定的可塑性。進(jìn)一步融合團(tuán)隊(duì)先前提出的無(wú)機(jī)離子聚合策略(Nature 2019),該成果有望發(fā)展出“無(wú)機(jī)膠水”并用于生物硬組織包括牙齒與骨骼的多級(jí)快速修復(fù),為生物醫(yī)用材料發(fā)展和材料產(chǎn)業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)新的技術(shù)革命。該成果也是唐睿康教授牽頭承擔(dān)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“生物醫(yī)用材料研發(fā)與組織器官修復(fù)替代”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)《基于納米簇新型材料的生物學(xué)效應(yīng)及其仿生裝配復(fù)合組織的基礎(chǔ)研究》(國(guó)撥經(jīng)費(fèi)1328萬(wàn)元,2021年順利結(jié)題)的標(biāo)志性成果之一。



3.  成果名稱(chēng):沸石表面凝血機(jī)理研究及其產(chǎn)業(yè)化

成果類(lèi)型:高影響力學(xué)術(shù)進(jìn)展

主要完成人:范杰等

簡(jiǎn)介:

創(chuàng)傷是全球第四大死因,其中創(chuàng)傷早期死亡原因主要是由于無(wú)法控制的大出血。因此,有效控制大出血一直是院前急救的關(guān)鍵。沸石是一種無(wú)機(jī)硅鋁酸鹽材料,除了作為催化劑和吸附劑廣泛應(yīng)用在石油化工和催化等工業(yè)領(lǐng)域,在生物醫(yī)學(xué)上還能夠促進(jìn)血液凝固。早在2000年,美國(guó)軍隊(duì)已經(jīng)將沸石類(lèi)止血材料QuikClot作為緊急止血產(chǎn)品,在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)和阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中投入使用。然而,研究人員對(duì)于沸石的止血機(jī)理一直存在疑問(wèn)。

2007年以來(lái),浙江大學(xué)化學(xué)系范杰/肖麗萍課題組一直致力于沸石的止血機(jī)理的研究和新型止血產(chǎn)品的研發(fā);在J. Am. Chem. Soc., Nat. Commun., Nano Lett., ACS Catal.等國(guó)際知名期刊上發(fā)表論文70余篇(總引用次數(shù)>8000),擁有國(guó)際授權(quán)專(zhuān)利2項(xiàng),中國(guó)授權(quán)專(zhuān)利19項(xiàng);研究工作受到了國(guó)家自然科學(xué)基金委重大科研計(jì)劃集成項(xiàng)目(1400萬(wàn))和重點(diǎn)項(xiàng)目(400萬(wàn))的資助以及世界500強(qiáng)企業(yè)殼牌石油公司的支持(80萬(wàn)美元)。2021年,該研究再次取得重大進(jìn)展,團(tuán)隊(duì)首次從分子層面揭示了沸石表面的凝血過(guò)程,并提出沸石顆粒作為“無(wú)機(jī)血小板”的概念,在凝血反應(yīng)中扮演了類(lèi)似于血小板的角色,為凝血因子的瀑布式級(jí)聯(lián)反應(yīng)提供了“平臺(tái)”。如同在血小板表面發(fā)生的那樣,凝血因子VXCa基沸石表面組裝成凝血酶原酶復(fù)合物,并發(fā)揮同樣的凝血酶原活化作用;不僅如此,在沸石表面活化的凝血酶不會(huì)像在血小板表面活化的那樣直接進(jìn)入血液,而是吸附在沸石表面,并表現(xiàn)出遠(yuǎn)超生物體內(nèi)的活性,這種高活性源自凝血酶在沸石表面特殊的吸附構(gòu)象。相關(guān)成果作為封面文章,于2021722日發(fā)表于《Nature Catalysis》(IF=41.8)。

1:期刊封面及文章附圖

同時(shí),該項(xiàng)研究工作不僅僅是發(fā)論文、上書(shū)架,相關(guān)產(chǎn)品也已經(jīng)獲得授權(quán)專(zhuān)利,走上貨架。由范杰教授創(chuàng)立的杭州沸創(chuàng)生命科技股份有限公司建立了基于棉纖維表面原位合成技術(shù)的世界首條百?lài)嵓?jí)沸石紗布生產(chǎn)線(xiàn),獲得了產(chǎn)業(yè)基金多輪巨額融資支持。企業(yè)目前已推出沸石止血紗布、沸石敷料、止血衣等核心產(chǎn)品,并獲得CFDA、CE、FDA注冊(cè)認(rèn)證,為交通事故、自然災(zāi)害等突發(fā)情況下的人員快速止血和生命安全提供有力保障。


2:百?lài)嵓?jí)沸石紗布生產(chǎn)線(xiàn)和相關(guān)研發(fā)產(chǎn)品


4.  成果名稱(chēng):基于不對(duì)稱(chēng)碳?xì)滏I活化的精準(zhǔn)有機(jī)合成化學(xué)

成果類(lèi)型:高影響力學(xué)術(shù)進(jìn)展

主要完成人:史炳鋒等

簡(jiǎn)介:

      史炳鋒教授課題組長(zhǎng)期致力于惰性碳?xì)滏I精準(zhǔn)催化轉(zhuǎn)化及合成應(yīng)用研究,發(fā)展新試劑、新方法和新策略,解決惰性碳?xì)滏I精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的活性及選擇性調(diào)控等基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。2021年度,在惰性碳?xì)滏I不對(duì)稱(chēng)催化轉(zhuǎn)化研究中取得重要進(jìn)展。發(fā)展地球豐產(chǎn)金屬鈷催化的不對(duì)稱(chēng)碳?xì)滏I活化新方法,實(shí)現(xiàn)了廉價(jià)金屬Co(III)/手性羧酸催化的碳?xì)滏I活化/非活化脂肪端基烯烴高立體選擇性的氫芳基化反應(yīng),并建立了醋酸鈷/手性磷酸二元催化體系,實(shí)現(xiàn)了碳?xì)滏I烯基化和不對(duì)稱(chēng)[4+1]螺環(huán)化反應(yīng);基于氫鍵作用,發(fā)展新型軸手性酸配體,實(shí)現(xiàn)了Ru(II)催化的不對(duì)稱(chēng)碳?xì)滏I活化構(gòu)建硫中心手性;發(fā)展瞬態(tài)手性輔基策略、Pd(II)/手性螺環(huán)磷酸和Pd(II)/焦谷氨酸催化體系,實(shí)現(xiàn)了聯(lián)芳、苯乙烯和類(lèi)肽酰胺等阻轉(zhuǎn)手性的高效構(gòu)筑。以上研究成果發(fā)表在CCS Chem., J. Am. Chem. Soc.,ChemAngew. Chem. Int. Ed.Acc. Chem. Res.等知名期刊,為手性物質(zhì)的精準(zhǔn)創(chuàng)制提供了新的策略。自202111月起,史炳鋒教授受邀擔(dān)任美國(guó)化學(xué)會(huì)旗下知名期刊The Journal of Organic Chemistry的副主編。


  


5.  成果名稱(chēng):高氧化態(tài)天然產(chǎn)物的高效全合成

成果類(lèi)型:高影響力學(xué)術(shù)進(jìn)展

主要完成人:丁寒鋒等

      丁寒鋒教授團(tuán)隊(duì)近年來(lái)圍繞“高氧化態(tài)天然產(chǎn)物的高效全合成”這一重要科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展研究。通過(guò)發(fā)展新型氧化去芳香化促進(jìn)(ODI-)的環(huán)化串聯(lián)反應(yīng)體系,建立了高度官能團(tuán)化核心骨架的構(gòu)建新策略,為高氧化態(tài)天然產(chǎn)物的獲取提供了強(qiáng)大的工具。2021年度的工作主要包括:a)基于ODI-[5+2]環(huán)化串聯(lián)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了8,9-次裂型對(duì)映-貝殼杉烷Shikoccin家族和毛皮傘二萜Crinipellin家族的集群式不對(duì)稱(chēng)全合成;b)基于ODI-[4+2]環(huán)化串聯(lián)反應(yīng)完成了海替生型二萜生物堿Davisinol18-Benzoyldavisinol的不對(duì)稱(chēng)全合成;c)基于仿生啟發(fā)的吲哚去芳香化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了單萜吲哚生物堿Alsmaphorazine CStrictamine的不對(duì)稱(chēng)全合成。這些工作均為目前上述復(fù)雜天然產(chǎn)物的首次或最短全合成,解決了路線(xiàn)冗長(zhǎng)、效率低、不能規(guī)模制備等難題,為深入研究生物學(xué)功能及藥物開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)支撐和物質(zhì)保障。在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.Acc. Chem. Res.發(fā)表論文5篇。研究工作受到國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注和積極評(píng)價(jià):3篇論文入選J. Am. Chem. Soc.Angew. Chem. Int. Ed.年度或月高訪(fǎng)問(wèn)量論文,3篇論文被收錄于Synfacts1篇入選“Synfact of the Month”),被“Organic Chemistry Highlights”及《有機(jī)化學(xué)》等作為亮點(diǎn)評(píng)述5次。丁寒鋒教授獲得2021年度國(guó)家杰出青年基金資助。


6.  成果名稱(chēng):負(fù)載型催化劑微納結(jié)構(gòu)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化

成果類(lèi)型:重要科技成果獎(jiǎng)

主要完成人:王勇等

簡(jiǎn)介:

       催化選擇性加氫是實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)品高值化和綠色化的關(guān)鍵技術(shù),而催化劑是加氫技術(shù)的核心。長(zhǎng)期困擾催化加氫行業(yè)的關(guān)鍵難題是難以從微納尺度對(duì)廣泛使用的炭負(fù)載型催化劑進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制備,導(dǎo)致催化劑可控性差、催化效率低。針對(duì)以上問(wèn)題,浙江大學(xué)化學(xué)系催化研究所王勇教授團(tuán)隊(duì)和浙江新和成股份有限公司開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān),經(jīng)過(guò)10年的努力,先后開(kāi)發(fā)或攻克了炭材料氮摻雜技術(shù)、納米顆粒活性位選擇性調(diào)控技術(shù)以及“發(fā)泡法”造開(kāi)放多級(jí)孔技術(shù),通過(guò)對(duì)催化劑微納結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)調(diào)控,發(fā)明了系列高性能負(fù)載型納米金屬催化劑,并成功應(yīng)用于新和成維生素H、維生素E等主導(dǎo)產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)中。相關(guān)催化技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了核心產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型升級(jí),提高了合作企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,多個(gè)產(chǎn)品市場(chǎng)份額躍居世界第一,部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)從依賴(lài)進(jìn)口到主導(dǎo)國(guó)際市場(chǎng)的根本轉(zhuǎn)變,培育了國(guó)際領(lǐng)先的維生素特色產(chǎn)業(yè)集群,帶動(dòng)了營(yíng)養(yǎng)品、日化、飼料等下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,為我國(guó)精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。相關(guān)成果榮獲浙江省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)-“技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)”。王勇教授主持的《重要反應(yīng)過(guò)程貴金屬等效減量的關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用示范》課題獲批2021年度國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)7500萬(wàn)元,其中國(guó)撥經(jīng)費(fèi)2500萬(wàn)元)。王勇教授入選科睿唯安2021年度全球“高被引科學(xué)家”榜單。


7.  成果名稱(chēng):浙江省激發(fā)態(tài)材料合成與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲批建設(shè)

成果類(lèi)型:重要科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)

主要完成人:彭笑剛、方群、金一政、朱海明等

簡(jiǎn)介:

浙江省激發(fā)態(tài)材料合成與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于20211月獲得浙江省科技廳認(rèn)定。彭笑剛教授任實(shí)驗(yàn)室主任,方群教授、金一政教授和朱海明研究員任實(shí)驗(yàn)室副主任。電--化學(xué)能轉(zhuǎn)化對(duì)于改變?nèi)祟?lèi)生活,緩解資源枯竭的危機(jī)具有重要意義。電--化學(xué)能的核心是分子(或晶體)材料的電子激發(fā)態(tài)(系統(tǒng)能量高于基態(tài)的亞穩(wěn)態(tài))的性質(zhì)。浙江省激發(fā)態(tài)材料合成與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)開(kāi)展激發(fā)態(tài)材料的設(shè)計(jì)和可控制備、激發(fā)態(tài)機(jī)制和多維度表征、激發(fā)態(tài)材料的應(yīng)用和器件等方向的研究,推進(jìn)一批新興光電材料和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,例如量子點(diǎn)打印技術(shù),納米材料合成技術(shù),新型分析測(cè)試儀器等。實(shí)驗(yàn)室將推進(jìn)浙江省化學(xué)、光電等學(xué)科的交叉匯聚和融合創(chuàng)新,為推動(dòng)浙江省相關(guān)高新技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。彭笑剛教授主持的《膠體半導(dǎo)體納米晶表界面性質(zhì)與激子操控》獲批2021年度國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(直接經(jīng)費(fèi)304萬(wàn)元),該項(xiàng)目總體目標(biāo)是把膠體納米晶發(fā)展成為“激子半導(dǎo)體”。


8.  成果名稱(chēng):超分子新物質(zhì)創(chuàng)制創(chuàng)新工坊建設(shè)取得重要進(jìn)展

成果類(lèi)型:重要科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)

主要完成人:黃飛鶴、李昊、郭慶輝、陳洪亮、王宇平

簡(jiǎn)介:

超分子新物質(zhì)創(chuàng)制創(chuàng)新工坊(以下簡(jiǎn)稱(chēng)工坊)于2021625日在浙江大學(xué)杭州國(guó)際科創(chuàng)中心論證成立,2021年在人才引育、基礎(chǔ)建設(shè)、項(xiàng)目申請(qǐng)、學(xué)術(shù)研究等方面取得了重要進(jìn)展。工坊已有8PI入職,其中郭慶輝和陳志杰研究員入選國(guó)家高層次青年人才計(jì)劃。工坊規(guī)劃設(shè)計(jì)了10間實(shí)驗(yàn)室,其中6間有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)室已建成投入使用,NMR儀器完成試運(yùn)行。工坊累計(jì)以浙江大學(xué)化學(xué)系、浙江大學(xué)杭州國(guó)際科創(chuàng)中心為通訊單位發(fā)表包含Science 1篇),CNS子刊(7篇)在內(nèi)的高影響力期刊論文30篇,申請(qǐng)重要發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)。獲批重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)(繁星科學(xué)基金項(xiàng)目《分子機(jī)器的設(shè)計(jì)、合成及潛在應(yīng)用研究》(黃飛鶴主持,項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)1500萬(wàn))、國(guó)家基金委重大項(xiàng)目子課題《化學(xué)反應(yīng)途徑的超分子調(diào)控》(郭慶輝主持,課題直接經(jīng)費(fèi)349萬(wàn))。黃飛鶴教授領(lǐng)銜的《基于主客體識(shí)別構(gòu)筑超分子聚合物研究》榮獲2021年度浙江省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng);黃飛鶴教授入選科睿唯安2021年度全球“高被引科學(xué)家”榜單。工坊組織承辦了《2021年浙江大學(xué)新物質(zhì)創(chuàng)制前沿云論壇》、《浙江大學(xué)-美國(guó)西北大學(xué)雙邊論壇》、《基于范式轉(zhuǎn)變的新物質(zhì)創(chuàng)制西湖學(xué)術(shù)論壇》等高端學(xué)術(shù)論壇。


9.  成果名稱(chēng): 量子點(diǎn)發(fā)光顯示關(guān)鍵材料與器件研究

成果類(lèi)型:國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)結(jié)題成果

主要完成人:彭笑剛、金一政等

簡(jiǎn)介:

201607月至202106月,由浙江大學(xué)牽頭,聯(lián)合納晶科技股份有限公司、TCL集團(tuán)股份有限公司等單位組織開(kāi)展的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)“量子點(diǎn)發(fā)光顯示關(guān)鍵材料與器件研究”,通過(guò)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動(dòng),從量子點(diǎn)材料和QLED原型器件的基礎(chǔ)研究、噴墨打印制備QLED陣列關(guān)鍵技術(shù)到AM-QLED顯示屏樣機(jī)的工程集成進(jìn)行全創(chuàng)新鏈的研發(fā)工作。項(xiàng)目研究提出了“激發(fā)態(tài)合成控制”新概念,在基礎(chǔ)科學(xué)層面解決了電致發(fā)光量子點(diǎn)的構(gòu)效關(guān)系、量子點(diǎn)電致發(fā)光機(jī)制、高性能無(wú)鎘可控合成、量子點(diǎn)發(fā)光上轉(zhuǎn)換等難題;在工程技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)了系列高性能QLED原型器件,突破了高性能QLED陣列大規(guī)模制備的關(guān)鍵技術(shù),開(kāi)發(fā)了電致發(fā)光量子點(diǎn)和上電極銀墨水的公斤級(jí)制備技術(shù),建立了全球最大的量子點(diǎn)生產(chǎn)基地,打通了噴墨打印制造AM-QLED 這一全新的技術(shù)路線(xiàn)。         

該項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)24000萬(wàn)元,其中國(guó)撥經(jīng)費(fèi)3000萬(wàn)元,研究成果在Nature Communications, Journal of the American Chemical Society, Advanced Materials等國(guó)際知名期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文29篇,制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng),申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利170項(xiàng)。項(xiàng)目完成了計(jì)劃任務(wù)和相關(guān)考核指標(biāo),達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)和成效。


10.   成果名稱(chēng):光電轉(zhuǎn)換激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)

成果類(lèi)型:高影響力學(xué)術(shù)進(jìn)展

主要完成人:朱海明等

簡(jiǎn)介:

高新材料激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)從根本上決定了其光--化學(xué)能源轉(zhuǎn)換的效率和性能。朱海明課題組利用自行發(fā)展的同時(shí)具有高時(shí)間、空間、能量分辨的超快光譜技術(shù),深入研究了新型半導(dǎo)體材料的激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)過(guò)程。在二維鉛鹵鈣鈦礦中提出“動(dòng)態(tài)激子極化子”的新圖像,解釋了二維鈣鈦礦不對(duì)稱(chēng)發(fā)光的起源,揭示了晶格耦合對(duì)激發(fā)態(tài)性質(zhì)的影響(Nat. Commun. 2021, 12, 1400;;IF=14.9);通過(guò)手性分辨超快光譜首次揭示了半導(dǎo)體-石墨烯異質(zhì)界面,由態(tài)密度決定的異步超快電荷轉(zhuǎn)移傳能新機(jī)制,通過(guò)異質(zhì)結(jié)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自旋極化的電荷轉(zhuǎn)移和長(zhǎng)的自旋保持(Sci. Adv. 2021, 7, eabg2999IF=14.1);通過(guò)超快光譜和光伏器件性能表征的結(jié)合,揭示電荷復(fù)合生成非富勒烯三線(xiàn)態(tài)是造成高效有機(jī)太陽(yáng)能電池非輻射復(fù)合損失的新機(jī)制,同時(shí)提出通過(guò)給體材料側(cè)鏈氟化的策略,大幅降低非輻射復(fù)合損失并提升有機(jī)太陽(yáng)能電池效率,為下一代高效率有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究提供了新的方向(Joule 2021, 5, 1832IF=41.2)。由于這一系列的工作,課題組被邀請(qǐng)發(fā)表評(píng)論文章(Acc. Chem. Res. 2022, 55 (3), 345;J. Phys. Chem. Lett. 2022, 13 (4), 1123)。朱海明研究員獲得國(guó)家級(jí)優(yōu)秀青年人才基金資助,并入選科睿唯安2021年度全球“高被引科學(xué)家”榜單。


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