复旦大学材料科学系在多个科研领域取得国际高水平成果

复旦大学材料科学系在多个科研领域取得国际高水平成果

近日，应材料科学领域著名综述期刊《Progress in Materials Science》的邀请，我系余学斌教授、孙大林教授团队与华南理工大学朱敏教授团队合作撰写并发表了题为“Recent advances and remaining challenges of nanostructured materials for hydrogen storage applications”的综述论文，系统阐述了关于纳米轻质储氢材料/体系的重要结果和最新进展。内容主要包括高比表面纳米材料的物理吸附储氢、固态储氢材料的纳米化、以及基于纳米模板对储氢材料的空间限域，并指出了未来的工作方向。与此同时，论文中也展示了我系储氢研究团队在该领域的重要贡献。

梅永丰教授课题组通过超薄化和纳米化，降低了金刚石薄膜的抗弯折性能，提高其柔性；并通过应力控制实现三维微结构的自卷曲，实现了微米卷，微米弹簧和卷中卷等结构。同时，完整的三维卷曲管状结构可实现光学模式的谐振，并且由于金刚石具有非常好的热导性能，使该卷曲金刚石管状光学微腔具有非常好的热稳定性。该项研究为纳米薄膜研究和金刚石材料研究提供了新思路。该工作得到美国达特茅斯学院Zi Chen教授在计算和模拟方面的大力支持。文章被《Advanced Materials》选为当期的内封面发表。

梁子骐教授团队与同济大学声子学与热能科学中心周俊研究员及美国加州大学圣塔芭芭拉分校Guillermo Bazan教授，成功制备了高性能n-型柔性聚合物-金属导体复合热电材料Ni/PVDF，揭示了组分-结构-性能的相关性，明晰了其中的电、热输运机制。此类复合材料弯曲性能优异，并可保持形变。通过在绝缘聚合物的架构中形成三维互穿的金属纳米线通道，电导率可高达4701 S/cm；Seebeck系数达到-20.6μV/K，接近于Ni块材的理论值。PF在室温和380K分别达到200和220μW·m-1·K-2。同时，由于有机/无机组分间的较大的界面热阻及声子散射，获得较低的热导率(0.55W·m-1·K-1)，因而实现ZT值在380K达到0.15。此PF和ZT值是目前n-型复合热电材料中最高之一。该工作首次证明了绝缘物和金属这两类本身不良的热电材料，复合后却呈现出优越的热电性能。该成果日前在线发表在国际权威期刊《Advanced Materials》上，题目为 “Bendablen-Type Metallic Nanocomposites with Large Thermoelectric Power Factor”。