世界頂尖華人科學家來襲—斯坦福大學終身教授戴宏杰院士、鮑哲南院士、崔屹教授
斯坦福大學(Stanford University),全名小利蘭·斯坦福大學(Leland Stanford Junior University),簡稱“斯坦福”,位于美國加州舊金山灣區南部帕羅奧多市境內,臨近著名高科技園區硅谷(Silicon Valley),是世界著名私立研究型大學。斯坦福大學于1885年成立,1891年開始正式招生,占地約33平方公里(8180英畝),是美國占地面積第六大的大學。據相關機構統計,截止2020年3月,共有83位斯坦福大學的校友、教授及研究人員曾獲得諾貝爾獎(世界第七)、28位曾獲得圖靈獎(世界第一)、8位曾獲得過菲爾茲獎(世界第八)。終身教授制(Tenure)源于美國,指學者一經聘任后,聘期可以延續到退休,不受學校各種階段性教學、科研工作量的考核,同時還享受學校頒發的終身教授津貼。一般情況下,學校越好,成為終身教授難度越大,像斯坦福大學這樣的頂級高校,想要獲得終身制職位,更是難上加難。本文列舉了斯坦福大學的三位華人終身教授,世界頂尖華人科學家戴宏杰院士、鮑哲南院士、崔屹教授以及近期代表性成果。
一、戴宏杰
1989年本科畢業于清華大學,1994年獲哈佛大學博士學位。1997年起加入斯坦福大學化學系,現任J.G. Jackson & C.J.Wood 終身榮譽教授。戴宏杰教授2002年獲得美國化學會純粹化學獎;2006年獲得美國物理學會James McGroddy(新材料)獎;2009年獲得哥倫比亞大學Ramabrahmam和Balamani Guthikonda獎。戴宏杰教授在物理、化學、材料和生物醫學類的國際著名期刊發表論文300余篇,總引用次數超過12萬次。在2011年2月Thomson Reuters公司根據研究論文影響力發布的2000-2010年全球頂尖一百位化學家榜單上,戴宏杰教授排名世界第七,華人排名第一。戴宏杰院士集“四院院士”于一身,先后當選美國科學院院士、美國藝術與科學院院士、中國科學院外籍院士、美國醫學院院士。
近期代表性成果:
1、JACS:銅基催化劑高壓電還原CO2高效制甲酸
美國斯坦福大學的戴宏杰院士團隊設計了一種超純銅箔的方波電化學氧化還原循環處理方法,制備了富含(111)取向Cu2O納米粒子的亞微米厚膜,用于CO2RR, CO2壓力為1-60 atm。在45大氣壓以上的KHCO3電解液中,正極為SW-Cu2O/Cu的CO2RR占主導地位,為選擇性甲酸鹽生產提供了98%的法拉第電流效率。SW-Cu2O/Cu在長期(~20h) CO2RR期間保持了較高的甲酸鹽選擇性。整個電解槽可以高效節能地生產出大量的甲酸鹽(~0.4 g/cm2),而不需要對產品進行分離。
文獻鏈接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00122
2、ACS Nano:層狀3D構架的Ag納米線包覆NiMn層狀雙氫氧化物作為一種高效的雙功能氧電催化劑
美國斯坦福大學戴宏杰院士和臺灣科技大學Bing-Joe Hwang,Wei-Nien Su,Meng-Che Tsai等人開發出具有層狀3D結構的Ag NW @ NiMn-LDH作為一種高效的雙功能氧電催化劑,其核心是由高導電性的銀納米線組成,并以分層的NiMn-LDHs為殼進行裝飾。層狀3D架構的Ag NW@NiMn-LDH的OER和ORR活性都可以通過更改LDH外殼進行修改。LDHs和Ag NWs的分層3D孔結構,LDHs殼的分層以及提高的電導率之間的強耦合效應,協同增強了Ag NW @ NiMn-LDH的ORR/OER活性。因此,導電的Ag NW核與層狀3D結構的Ag NW @ NiMn-LDHs的LDHs殼之間的協同作用提高了雙功能ORR/OER活性和耐久性。因此,該策略被證明可有效地構建合成高效,持久的多相催化劑。
文獻鏈接:
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b07487
3、AM:具有新型離子液體電解質的高安全和高能量密度鋰金屬電池
美國斯坦福大學的戴宏杰院士團隊提出了一種用于鋰金屬電池的離子液體(IL)電解質。該電解質的粘度比以前用于鋰金屬電池的電解質粘度低,該電解質包含EMIFS、LiFSI和NaTFSI(命名為“ EM-5Li-Na” IL電解質)。該電解液表現出較高的離子電導以及良好的熱穩定性。低的粘度使得該電解液可以在實用化高載量電池體系中實用,通過在正負極側形成穩定的界面層避免了電池正負極循環過程中的失效。因此,最終實現了高能量密度金屬鋰-LCO/NCM811全電池的長循環。
文獻鏈接:
https://doi.org/10.1002/adma.202001741
二、鮑哲南
1987年鮑哲南考取南京大學化學系;1995年獲得美國芝加哥大學化學系博士學位后進入了貝爾實驗室任職;2001年獲得貝爾實驗室杰出研究人員稱號;2004年進入斯坦福大學化學系任教;2007年獲得斯坦福大學工程教學女教師優秀獎;2010年底作為創辦人之一的C3Nano公司在美國硅谷成立;2011年獲得影響世界華人大獎;2015年被選為《自然》雜志年度十大人物; 2017年獲得世界杰出女科學家成就獎。2018年起任斯坦福大學化學工程系系主任(化學工程學院院長),她是第一個在美國斯坦福大學當院長的中國女性。因在人工電子皮膚領域做出了重大貢獻,被稱為“人工電子皮膚之母“。并于2016年當選美國國家工程院院士。
近期代表性成果:
1、Nature Biotech.:變形電子學使生長組織中的神經調節成為可能
美國斯坦福大學鮑哲南院士和Paul M. George等人開發了變形電子(MorphE),它具有生長適應特性,與以前的可伸縮電子產品完全不同的設計。首先,永久變形只由緩慢的組織生長引起,而不是由快速的身體運動引起,因此需要應變率依賴的機械響應。其次,該裝置應具適應和變形能力,同時在生長過程中對界面組織施加最小的應力。此外,人與人之間器官大小的巨大差異需要可重新配置的電子設備,可以在手術期間調整到任意形狀。根據這些要求,需要進行不可逆變形的電子學,而不是彈性電子學,用于可重新配置的植入過程和減少生長器官的組織約束。
文獻鏈接:
https://doi.org/10.1038/s41587-020-0495-2
2、Nat. Rev. Mater:用于植入式和可穿戴式光學保健設備的多功能材料
斯坦福大學鮑哲南院士和Sei Kwang Hahn教授等團隊合作綜述了用于開發可植入和可穿戴光子保健設備的最新多功能材料,并討論了進一步平移應用所需的特性。傳統上,這些方法是通過使用放置在診所或患者床旁的儀器來實現的。但是,材料和移動設備的最新進展正在加速可植入和可穿戴光學保健設備的發展,為無創即時檢驗和個性化醫學鋪平了道路。多功能材料可以誘導和調節生物組織中基于光的反應。研究人員還回顧了代表性的可植入和可穿戴醫療設備的特性和功能。最后,研究人員提出了改進此類設備的未來研究方向,并概述了它們在移動醫療和個性化醫療中的使用前景。
文獻鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41578-019-0167-3
三、崔屹
1998年本科畢業于中國科技大學化學系。1998年就讀于哈佛大學研究生院,師從查爾斯?理博(Charles M. Lieber)教授。2002年,進入加州大學伯克利分校,作為博士后研究員與保羅?阿里維薩托教授(Paul Alivisatos)共同工作。2005年,加入斯坦福大學材料科學與工程系,于2010年擢升為副教授并獲得終身教職。他是《納米學報》(《Nano Letters》)副主任編輯,同時也是由美國能源部投資支持的灣區光伏聯盟的聯合主任。崔屹教授的科研工作主要集中在納米材料在能源存儲,能源轉化,光伏電池,拓撲絕緣體,能源環境以及生物質能等。迄今為止,崔屹教授課題組已累計在國際著名雜志Nature Nanotechnology, Nature Materials, Nature Chemistry, Nature Communications, Nano Letters等發表高水平論文200多篇,累計他引超過20000次。在產學研轉化方面,崔屹教授也走在了世界前列。崔屹教授共同創辦了Amprius公司,致力于將研究成果工業化,商品化。目前該公司已經推出了新一代鋰離子電池,其續航時間,輕便程度和使用壽命也創下了歷史新高。
1、ACS Energy Letters:用冷凍掃描電子顯微鏡研究電池固體電解質中間相中氟化物種的納米和介觀非均質性
美國斯坦福大學崔屹教授等人使用cryo-(S)TEM,研究了Li金屬的SEI中SEI物相(如LiF和Li2O)的空間分布。盡管通過XPS測量了氟化電解質體系的SEI中的LiF含量,但發現與負極材料相接的SEI不含LiF,這是通過cryo-HRTEM結合cryo-STEM EELS證實的。LiF可以作為間接SEI沉積在任何導電表面(包括集電器)上,并且稀疏沉積在Li金屬上。由于LiF在電解質中的適度溶解性,LiF沉淀為直徑大于100 nm的大納米顆粒。集電器上LiF沉積物的存在可能在一定程度上有助于Li鍍層的均勻性。氟化添加劑(例如FEC)的作用可能是由于它們在負極迅速脫氟并隨后發生聚合反應,而不是僅由LiF的產生引起的。這些發現為跨尺度的SEI結構提供了新的視角。
文獻鏈接:
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c00194
2、Chem. Soc. Rev.:可伸縮電化學儲能裝置
美國斯坦福大學崔屹教授和鮑哲南教授團隊綜述討論了可拉伸電池和超級電容器技術的最新進展。與其他評論相比,該綜述專注于使材料和設備可拉伸的各種策略。研究人員通過展示可以引入應變能力的不同方法,研究人員希望為科學家和工程師提供一個路線圖,以使多種材料可拉伸。一直以來,研究人員還記錄了這些設備的電化學性能,以便讀者可以了解哪些策略有效地創建了高性能和高拉伸性的材料。
文獻鏈接:
https://doi.org/10.1039/D0CS00035C
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