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    科研界的神雕俠侶:這對夫妻檔聯袂發表近10篇Science和Nature


    看見題目有很多人可能已經猜到了他們的名字,而也有很多小伙伴兒怕是還在想著是誰呢這么厲害?沒錯,就是大名鼎鼎的納米界的“神雕俠侶”段鑲鋒、黃昱夫婦。段鑲鋒的名字對大家來說并不陌生了,作為化學和材料領域雙雙進入百人堂的頂尖學者,已經獲得了各種榮譽。而對于他的妻子,同樣也是頂尖材料科學家的黃昱來說,很多人就顯得有些陌生了。但是你知不知道,他們發表的頂級國際期刊基本都會署上對方的名字,不僅是生活上的伴侶,更是學術科研的良師益友。

    故事要從中科大講起,段鑲鋒1992年以優異的成績進入中科大少年班學習,黃昱是他晚兩年入學的師妹,可能是緣分,兩人又相繼赴美哈佛大學深造,在博士期間都在國際著名科學家Charles M. Lieber門下學習,而這位大牛也是化學領域全球頂尖一百名化學家中排名第一的存在,包括楊培東、崔屹等頂尖學者都曾在其門下學習。在博士期間兩人就展開合作,雙雙獲得了矚目的成果。就在2001年,兩人合作的課題獲得了巔峰成就,被Science評為01年世界十大科技進展,并名列榜首。

    從段鑲鋒老師的課題組網站可以看到,在哈佛大學讀博期間,僅2001年就發表了4片N/S文章,而其中3篇都是和妻子合作完成,還有一篇是和大牛崔屹一起完成。

    2003年發表的兩篇Nature中,兩人合作的有關納米線的研究更加深入,他們研究了從單個納米線實現電驅動激光的可行性。在單晶硫化鎘納米線上進行的光學和電學測量表明,這些結構可以用作具有與納米線長度反向相關的模式間距的Fabry–Perot光學腔。電驅動的納米線激光器可以組裝成能夠發射各種顏色的陣列。

    到了2010年以后,兩人的論文進入了高產期,每年都以十幾篇的高影響因子文章的產出。

    圖中可以清晰的看出,兩位老師發文的趨勢都是如此的相似,真是將緣分演繹到了極致呀!而其中Nature和Science數量就達到了10余篇。下面小編挑選了幾篇為大家展示“神雕俠侶”的風采。

    單層原子晶體分子超晶格

    這是夫妻倆回國創業帶動國內高校發展的又一力作,也是段鑲鋒受聘湖南大學依托湖南大學發的第二篇文章,實現了湖南大學Science和Nature雙雙從零到一的突破。他們設計了一種電化學分子嵌入方法,用于一類新的穩定超晶格,其中單分子原子晶體與分子層交替。使用黑磷作為模型系統,插入十六烷基三甲基溴化銨產生單分子磷分子超晶格,其中層間距離是黑磷中的兩倍以上,有效地分離了磷雜環單分子層。由單層磷分子超晶格制造的晶體管的研究顯示開/關電流比率超過107,以及優異的遷移率和優異的穩定性。研究進一步表明,幾種不同的二維原子晶體,例如二硫化鉬和二硒化鎢,可插入不同尺寸和對稱的季銨分子,以產生具有特定的分子結構,層間距離,相組成等。這些研究為基礎研究和潛在的技術應用定義了一個多功能的材料平臺。

    商業級高載量三維多孔石墨烯/氧化鈮復合物實現超高倍率能量儲存

    這項研究設計了一種三維多孔石墨烯/氧化鈮(Nb2O5)復合物結構,用以在商用水平的載量(>10 mg/cm2)上,實現超高倍率能量儲存。3D石墨烯網絡具有很好的電子傳輸性能,同時其多級孔結構促進離子快速傳輸,利用正交晶系的T- Nb2O5可以評估在3D石墨烯框架(3D-HGF)的載量效應,并實現Li離子的嵌入。同時這種多孔的石墨烯復合骨架結構,優化了在高載量時電極的高倍率放電性能和面積容量,極大地促進了在實際商業應用中的推廣。

    高性能過渡金屬摻雜Pt3Ni八面體用于氧還原反應

    段鑲鋒夫婦通過把表面摻雜過渡金屬摻雜的Pt3Ni正八面體雜化到碳材料上,獲得了一種高效的氧還原電催化劑。表現出了最好的催化活性,比商業的鉑碳電極材料分別提高了81和73倍。

    鋸齒狀形貌提升催化劑性能

    在這篇文章中他們闡述了如何利用鋸齒狀鉑納米線提高催化劑的電催化活性。形成的這種鋸齒狀而非光滑表面的鉑納米線,增加了新的催化活性位點,這有利于降低反應壁壘,提高氧還原反應速率。同時,細直徑的鉑納米線有利于鉑原子充分暴露在表面,使它們更容易參加反應,而非內嵌在納米線內部而無法加入催化反應。所有這些結果在降低催化反應鉑用量和電池成本的同時也能加大反應效率和發電速率。黃昱教授說道:“這個研究是個很好的例子,說明我們可以通過納米材料的原子尺度調控和微小維度下的結構功能化,獲得材料在功能應用中的巨大收益。對于材料科學家而言,這是一個有待我們去探究的奇妙世界。”

    下面為大家列出了二人合作發表的文章:

    題目 年份 期刊 DOI
    Directed assembly of one dimensional nanostructures into functional networks? 2001 Science 10.1126/science.291.5504.630
    Indium phosphide nanowires as building blocks for nanoscale electronic and optoelectronic devices? 2001 Nature 10.1038/35051047
    Logic gates and computation from assembled nanowire building blocks 2001 Science 10.1126/science.1066192
    Single-nanowire electrically driven laser? 2003 Nature 10.1038/nature01353
    High speed graphene transistors with a self-aligned nanowire gate? 2010 Nature 10.1038/nature09405
    Exceptional Performance for Oxygen Reduction Reaction over Transition-Metal Doped PtNi Octahedra? 2015 Science 10.1126/science.aaa8765
    High-performance transition metal–doped Pt3Ni octahedra for oxygen reduction reaction 2015 Science 10.1126/science.aaa8765
    Ultrafine jagged platinum nanowires enable ultrahigh mass activity for the oxygen reduction reaction? 2016 Science 10.1126/science.aaf9050
    Three-dimensional holey-graphene/niobia composite architectures for ultrahigh-rate energy storage? 2017 Science 10.1126/science.aam5852

    以上僅展示了兩位老師的部分優秀成果,如需看更多精彩內容請移步兩位老師的課題組主頁:

    Duan Research Group:http://xduan.chem.ucla.edu/

    Huang Research Group:http://yhuang.seas.ucla.edu/

    小編只想說:祝天下材料人均能修成正果!!!

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