学术活动

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  • 同济科思创杰出学者讲座

    2023-10-19

    1995-2015年富勒烯一直占据着有机光伏领域电子受体材料的统治地位,因而这20年被称为“富勒烯时代”。然而,富勒烯在可见光区吸收弱,能量损失大,器件效率已触碰天花板。另外,富勒烯球形分子易聚集,形貌稳定性差,器件寿命受限。早期对替代富勒烯的新型受体的探索很少,器件效率很低,且长期停滞不前。整个领域因为受体这块短板遭遇发展瓶颈,创制高性能的新型受体材料是亟待解决的挑战性难题。本团队于2006年率先在国内开展了新一代电子受体的研究,经过十年探索,于2015年发明了被誉为“里程碑”和“划时代”的“明星分子”ITIC,开创了“稠环电子受体”这一高性能新颖受体体系。稠环电子受体颠覆了富勒烯等经典体系,开启了领域的“后富勒烯时代”,突破了有机光伏的瓶颈,实现了器件效率的飞跃,为领域发展带来了前所未有的新机遇。20余个国家350余个研究组在诸多领域使用稠环电子受体材料,如:有机/钙钛矿/量子点太阳能电池、光解水、场效应晶体管、光电探测器、发光二极管、双光子吸收、光热/光声/光动力治疗等。

  • 同济-科思创杰出学者讲座

    2022-12-23

    针对先进照明及显示用发光材料存在的问题,设计并研究了一系列稀土掺杂的氧化物、氮氧化物以及氮化物发光材料的结构与发光性能间的内在联系。在LED用发光材料方面主要研究了红绿发光材料,通过晶体格位工程法以及结构优化等手段实现了热稳定性以及发光性能的提升。在MicroLED方面将钙钛矿量子点嵌入介孔MOF/COF中,设计并制备出稳定性提升的钙钛矿量子点,并在MicroLED应用中展示出较好潜力。

  • 同济-科思创杰出学者讲座

    2022-12-13

    纳米尺度生物界面的物理和化学结构可以显著影响其与生物分子的相互作用,因而对于认识相关纳米结构与生物系统的相互作用具有基础性的重要意义。这方面研究工作的主要挑战包括认识原子和分子水平的液固界面结构,纳米结构与生物分子的相互作用(包括疏水作用,氢键,静电作用等),纳米生物界面化学组分和分子调控机制等。 我们以多肽分子在纳米-生物界面结构中的作用为例,探讨多肽分子的界面结构和调控机制。利用扫描隧道显微方法研究了液固界面的多肽分子组装结构,观察和分析了不同氨基酸序列的多肽分子自组装结构,在此基础上探讨了氨基酸组分和分布特征和调控机制。这些氨基酸水平的界面结构分析对于深入认识生物系统中纳米结构及界面的转变与演化规律,理解蛋白质与纳米结构界面的相互作用,纳米结构的生物效应与分子机制具有基础性意义,也有助于发展疾病诊断和治疗的新型纳米技术。 此外,为了认识氨基酸之间相互作用原理的分子机制,探索多肽和蛋白质相互识别规律和本质,我们利用微球辅助的流式细胞术以及概率统计的基本原理,系统研究了20种常见氨基酸的同型寡肽两两之间相互作用的平衡解离常数(KD)和结合自由能(ΔGA),建立了基于大样本量测量氨基酸之间相互作用热力学平衡常数的实验方法。这些研究将有助于认识氨基酸之间相互作用原理的分子机制,探索蛋白质相互识别规律和本质。

  • 同济-科思创杰出学者讲座

    2022-12-09

    针对下一代高比能正极材料的开发,通过结合多种先进表征技术系统性地深入剖析了导致层状正极材料的性能衰退机制,率先揭示了层状正极材料的应力应变与晶格微裂纹之间的内在关联,阐明了在脱嵌锂过程中区域应力应变是其结构畸变和性能衰减的根本诱因,解决了困扰研究人员多年的世界难题,开辟了结构应力调控的新策略,创新地通过阴离子氧化还原的调控来改善层状正极材料的电化学性能,发展了一系列简单、高效、低成本、可规模化的高比能量层状正极材料和其关键制备技术。尤其是利用梯度化学性质来调控层状正极材料电化学性能的关键技术,解决了其性能不足、寿命有限的学术和工业共性难题。

  • 同济-科思创杰出学者讲座

    2022-11-08

    人们在细胞中发现,1-100 nm范围内种类不同的跨膜孔和离子通道。这些跨膜孔和离子通道在诸如维持细胞渗透压平衡和稳定细胞体积等生理活性起着至关重要的作用。受此自然现象的启发,科学家们制备了具有不同特征的仿生纳米器件(纳米孔/通道)。这些仿生纳米器件已经成为一个有吸引力的平台,具有广泛的应用。一般来说,基于固态纳米孔/通道分析的原则如下:分子进入或附着在纳米孔/通道的内表面,改变纳米孔/通道的有效直径,或影响电荷转移以及内表面的润湿性,从而导致离子电流的变化。

  • 同济-科思创杰出学者讲座

    2022-10-28

    医用金属材料具有高机械强度、抗疲劳以及易加工等优良性能,在骨骼-肌肉系统、牙体-牙龈系统、心血管系统等承力组织器官的损伤修复及功能重建方面得到广泛应用。然而,医用金属材料普遍为生物惰性,缺乏相应生物学功能,难以满足临床需求。材料表面的拓扑结构、化学组成、亲疏水性、弹性模量、电荷等对细胞/细菌行为具有重要影响,通过表面改性技术可调控医用金属材料表面理化性质,赋予其促进组织再生/整合、抗菌、抗肿瘤等生物学功能。近年来国内外众多研究者已开展大量有关医用金属材料表面改性的研究工作,本报告将系统介绍近年来国内外有关医用金属材料表面改性的研究进展,并探讨其未来发展趋势及相关应用。

  • 同济-科思创青年学者讲座

    2022-10-21

    低温区热泵技术在军事、国防、科研等领域扮演着重要角色,其应用环境主要包括:冷却太空红外探测器、使物质进入超导/超流态、氢/氦/氧液化器、冷冻医疗等。在众多热泵技术之中,基于热电效应的热泵技术具有一系列显著的技术优点:全固态无传动部件、无需交变外场、易小型化、低维护周期等。热电热泵技术以固体内部的电子作为“冷媒”,通过电流驱动其定向运动从而实现电能和热能的直接转换,是目前商业化最广的室温固态制冷技术。那么,有无可能使热电技术服务于低温区的热泵需求呢?本次报告将向大家介绍热电技术在低温制冷领域的新应用。利用半金属材料中丰富的电子和空穴,在磁场的帮助下实现了它们在热流垂直方向上热电效应的正面叠加。

  • 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。

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