学术活动

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  • 同济-科思创杰出学者讲座

    2022-09-27

    用光实现原子尺度空间分辨一直是纳米光学领域追求的终极目标之一,尽管这一目标由于衍射极限的制约曾被认为是遥不可及的。扫描近场光学显微镜的出现点燃了实现这一目标的希望,因为空间分辨率的极限不再受制于衍射极限,而是取决于实现探针下光场空间局域化的能力。在这个报告中,我将介绍近年来我们发展的基于扫描隧道显微镜(STM)的三种针尖增强单分子光谱技术,阐述如何通过调控等离激元纳腔特性,将表面上单个分子的拉曼光谱成像分辨率推进到埃级单个化学键的尺度,将单分子近场光致荧光成像推进到亚纳米亚分子的水平,并探讨高分辨光谱成像的微观机制。报告最后部分将介绍最近我们如何利用亚纳米分辨的电致荧光技术和STM的分子操纵能力,来可控研究分子供体与受体之间的能量转移现象,特别是从非相干的跳跃式能量转移向量子相干的波状能量转移现象的演化。这些研究结果为在原子尺度上展现和识别物质结构、探测和调控分子局域环境、研究光与物质以及分子间相互作用提供了新的技术途径。

  • 同济-科思创杰出学者讲座

    2022-09-20

    化学作为一门在原子、分子层次上研究物质变化的中心科学,是人类使用新材料的源泉。功能介孔材料是一类孔径在2-50 纳米的多孔材料,它不仅具备高比表面积、孔道尺寸和孔容均一可控等独特性质,而且具有无机功能纳米颗粒优异的光学、电学、磁学等特性。因此多级结构功能介孔材料在催化、储能、吸附、分离、电子材料、生物医药等众多领域中都有广阔的应用前景。这里我们主要介绍近年来在界面组装调控实现取向组装可控合成多级结构功能介孔材料方面的研究进展,同时介绍近期功能介孔材料在催化剂载体、电极材料、绝热材料、介电材料等领域的应用。

  • 同济-科思创青年学者讲座

    2022-09-16

    开发高性能柔性储能器件是当今可穿戴电子领域的前沿重点方向之一,对实现我国家《“十四五”新型储能发展实施方案》等重大战略目标具有重要意义。一维纤维状柔性储能器件既可以提供常规的能量存储功能,又可以满足未来电子设备对柔性、设计灵活性及可穿戴舒适性等方面的需求,将极大推动可穿戴传感器、可植入医疗器械、软体机器人等技术的快速发展。然后,当前纤维状柔性储能器件的设计与应用方面还存在诸多挑战,如:电极柔韧性、电极材料稳定性和器件集成应用等方面。围绕这些问题,我们开展了纤维状柔性储能材料与器件的研究,提出了以新型碳基柔性集流体构筑、阵列化结构设计及表/界面调控、器件构建及一体化集成应用为主的研究路线,取得了系列创新成果。

  • 同济-科思创杰出学者讲座

    2022-06-17

    Ion hydration and transport at interfaces are relevant to a wide range of applied fields and natural processes. Interfacial effects are particularly profound in confined geometries such as nanometre-sized channels, where the mechanisms of ion transport in bulk solutions may not apply. To correlate atomic structure with the transport properties of hydrated ions, both the interfacial inhomogeneity and the complex competing interactions among ions, water and surfaces require detailed molecular-level characterization. Using a noncontact atomic force microscopy (AFM) system, we were able to image the individual ion hydrates at surfaces with atomic resolution. We found that the alkali ion with specific hydration numbers diffuses orders of magnitude more quickly than other ion hydrates, arising from the degree of symmetry match between the hydrates and the surface lattice. In addition, we found that the alkali ions can come into close contact with each other through the dehydration and water rearrangement process, which is driven by the effective ionic attraction due to the interplay between the water-ion and water-water interactions. These results not only help us to understand the nature of biological ion channels, but may also provide general design principles for artificial ion channels towards high permeation rate and selectivity.

  • 同济-科思创杰出学者讲座

    2022-06-10

    从有机化学角度,石墨烯可以看作是由苯环拼接形成的多环芳烃大分子,其二维蜂窝状晶格是由sp2杂化碳原子形成的平面共价结构,未杂化pz轨道电子组成离域π电子。因此,对于石墨烯纳米结构可以根据Clar的芳香六隅体规则理解其有趣的物理化学性质。另一方面,为了减少电子-电子之间的库伦相互作用,石墨烯中相邻碳原子的π电子自旋反平行,因此完美石墨烯晶格不表现出磁性。本次报告将介绍基于Clar六隅体规则和石墨烯AB子晶格赝自旋理论探讨碳基纳米材料的磁性调控及相关的实验研究进展。

  • 同济-科思创青年学者讲座

    2022-05-27

    混凝土是全球使用最广泛的材料,是产量仅次于水的全球第二大人造材料。全球水泥年产量约40亿吨,消耗约50亿吨的石灰石、170亿吨的骨料和20亿吨的淡水,并产生约30亿吨的碳排放。由于体量巨大,水泥、混凝土行业对于全球可持续发展至关重要。本报告对水泥、混凝土行业主要的减碳技术进行了讨论,简述了报告人在低碳水泥基材料开发、应用及评价方法领域取得的主要成果,并着重介绍了报告人在混凝土(结构)高耐久化减碳效能评价领域的最新成果。该研究在混凝土耐久性与环境影响评价两门学科间建立了桥梁,有助于实现混凝土结构低碳与高性能化设计的协调统一。

  • 同济-科思创青年学者讲座

    2022-05-20

    DNA水凝胶是一种新型生物大分子功能材料,由人工合成或天然提取的DNA交联而成。DNA水凝胶不仅具有类细胞外基质的结构和生理特性,而且具有高度可编程的碱基序列、分子结构和智能响应性,在高端医用材料、精准医疗技术、合成生物学等国家重点部署领域具有广阔的应用前景。首先,我们提出了纳米颗粒逐步交联的异相聚合策略,实现了从源头和内部控制凝胶化过程。其次,发展了DNA定向功能化方法,将蛋白质和多肽以纳米精度精准呈现在DNA水凝胶上。最后,结合“自下而上”DNA自组装与“自上而下”微流控液滴技术,建立了高通量精准组装水凝胶微球的新途径。据此,可以动态调控“细胞-材料”相互作用,为细胞治疗、组织工程和生物组学分析等研究提供了新的科学与技术支撑。

  • 同济-科思创杰出学者讲座

    2022-05-13

    临床骨组织修复材料需要解决生物活性低、骨再生速度慢、修复效果不够理想等焦点问题,目前努力通过对其进行适当的化学组成、物理结构以及生物学功能优化以期实现其临床骨修复效果的提高。为此,本报告主要介绍如下两部分内容,(1)一是组织工程支架构建与骨再生修复。在骨组织工程支架中,多孔支架的物理结构特性是影响细胞行为、血管生长和骨形成的关键因素。它不但为细胞的生长和迁移提供模板,同时也为血管生长和骨形成提供充足的空间。通过多种多孔支架制备技术能够有效调控支架的结构参数(孔径、贯通性、孔径分布和表面形貌等),同时支架材料的掺杂能够赋予支架特殊的生物功能,这些材料结构和成分因素在多孔组织工程支架激发血管生长和异位骨形成中发挥着重要作用。(2)材料表面功能化调控细胞行为导向成骨分化。植入材料对细胞的作用主要通过材料表面来实现。早期生物材料强调体内的稳定性,材料表面以生物惰性为主,随后发展为生物活性表面。目前,生物材料的前沿是以组织诱导材料研究为主流方向,构建生物功能表面调控细胞行为导向组织结合与再生成为生物材料与组织再生领域的研究热点。国内外研究采用多种方式对金属和表面进行生物功能化修饰,调控表面的微纳米结构、成分和表面组装生物因子等,其目的是揭示功能化表面对细胞行为的作用,以及体内的诱导成骨效应,功能化表面在调控细胞行为导向成骨分化过程中具有显著的作用。

  • 同济-科思创杰出学者讲座

    2022-05-06

    固态锂电池具有比传统锂离子电池高的理论能量密度,且本质上更安全,是极具发展前景的下一代电池,但同时也给电池材料研发提出了更高的挑战。例如,固态电解质电导率通常比液态电解质低,且固态电解质和电极之间的固-固接触界面通常较差,还常伴随着不良副反应。发展固态电池首先需要构建全电池的离子传输通路,主要包括研发高面电导率的电解质,与之相适配的正负极材料,并理解和调控电极/电解质界面。本报告将介绍我们团队研发的高面电导复合固态电解质、界面胶水、可溶性正极电解质和高性能固态锂金属电池等工作。

  • 同济-科思创青年学者讲座

    2022-05-02

    如何实现化学合成与过程及功能的精准控制是当代化学发展的核心问题。表面物理化学研究作为化学、物理、材料高度交叉的国际前沿领域,其主要研究内容之一就是有机分子在金属表面的吸附、组装、官能团活化、反应等过程,从而揭示物质在表界面发生的物理与化学转化过程的基本规律,并且具备原子级精准制备的独特优势。本次报告将从表面分子组装、表面分子反应与合成等方面介绍以往相关研究工作,主要利用组装基元间的各种非共价作用力的协同、竞争及调控规律,结合不同官能团在表面上的共价连接反应规律,从而自下而上实现了部分新颖低维纳米结构的原子级精准制备与识别表征。

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