点赞！我校师生在高水平国际期刊发表研究成果
近期
我校师生在科研上取得重要进展
研究成果多点开花
相继在各领域高水平国际期刊发表
一起来看看吧
Part.1
我校教师在《Nature Communications》上发表重要研究成果
近日，我校光电学院徐时清教授团队在时间维度的颜色演变研究领域取得重要进展，研究成果以“Manipulation of time-dependent multicolour evolution of X-ray excited afterglow in lanthanide-doped fluoride nanoparticles”为题发表在国际著名期刊《Nature Communications》(2022, 13: 5739)上，并被《Nature Communications》编辑选为Research Highlight重点推荐。《Nature Communications》为自然出版指数子刊之一。中国计量大学为该论文第一作者单位和第一通讯作者单位，雷磊副研究员为第一作者，徐时清教授为通讯作者。
多色发光材料在多通道生物检测、高密度信息存储、多维度显示以及多功能光电器件等领域具有重要的科学与应用价值。目前调控多色发光的方法主要是改变材料化学组分或外场刺激条件，相比而言，利用余辉发光材料实现依赖于时间维度的颜色演变，能够有效避免因使用外场刺激条件而产生的负面效应。然而，关于无外场刺激条件下依赖于时间维度的颜色演变体系鲜有报道。
该论文创新性地通过在NaLuF4基质晶格中引入Na+间隙，大幅增强了稀土激活离子（Tb，Dy，Pr和Sm）的余辉发光，结合光谱分析与第一性原理计算，提出了Na+间隙促进阴离子弗兰克缺陷的形成机制；采用核壳结构空间分离不同类型的稀土激活离子，实现了无外场刺激条件下依赖于时间维度的多种余辉颜色演变体系（图1）；设计了能够同时产生上转换、下转移与余辉发光的三层核壳纳米晶，阐明了共掺稀土激活离子抑制余辉发光的机制，实现了不同激发波长条件下依赖于时间维度的余辉颜色演变。研究结果为实现依赖于时间维度的颜色演变体系提供了宝贵的普适性策略。
研究团队依托国家功能材料计量检测标准国际科技合作基地、国家稀土磁/光电功能材料地方联合工程实验室、浙江省稀土光电材料与器件重点实验室、浙江省功能材料及其计量检测技术协同创新中心等科研平台，通过10余年的努力，先后主持获批国家重点研发计划项目、国家自然科学基金联合重点基金、浙江省杰出青年科学基金和重大重点项目等资助，培养入选国家和省部级等高水平人才近10人次。
Part.2
我校师生在国际学术期刊《ACS Energy Letters》上发表最新研究成果
我校质量与安全工程学院李敏杰副教授与北京大学材料学院张艳锋教授合作，在电催化水解析氢催化纳米材料研究方面取得新进展。该成果于2022年10月以“Controllable Growth and Defect Engineering of Vertical PtSe2 Nanosheets for Electrocatalytic Hydrogen Evolution”为题发表在高水平国际学术期刊《ACS Energy Letters》(IF 23.991，中科院1区)上。第一作者为我校质量与安全工程学院2020级硕士研究生陈康。
二维（2D）PtSe2因其催化活性高、导电性及化学稳定性良好等特点在能源等领域受到广泛关注。然而，在传统平面基底上合成的二维PtSe2纳米片活性位点仅限于边缘位置。
该研究通过常压化学气相沉积法（APCVD）在纳米多孔金基底上直接合成具有丰富边缘活性位点的三维垂直取向1T-PtSe2纳米片，成功实现了高密度、垂直取向1T-PtSe2纳米片的可控制备。1T-PtSe2纳米片独特的垂直结构具有丰富的活性位点和优异的电子传输性能，使其具有较高的电催化析氢反应性能。更重要的是，研究开发了一种Ar+溅射制备方法，可引入大量的表面缺陷（如Se空位、低价Pt），以进一步提高惰性基面的电催化活性。这种垂直取向、富含缺陷的1T-PtSe2纳米片应用于电催化析氢反应中具有较低的Tafel斜率、非常高的交换电流密度以及在大电流密度下有良好的长程稳定性。
该研究为引入三维导电基底合成垂直取向的二维层状过渡金属硫属化物 (TMDCs)纳米片开辟了新途径，并且，通过在基面构造独特的三维结构和缺陷工程，为大幅度提高基于TMDCs的电催化剂的HER性能提供了新的思路。
此项工作得到国家自然科学基金(21878302，51925201，T2188101)，国家开放研究基金（KF202011）以及中国博士后科学基金（2021M690195）的支持。
Part.3
我校研究生在国际期刊《Physics of Fluids》上发表研究论文
近日，我校计量测试工程学院研究生应宇翔和姜童晓在流体力学国际权威期刊《Physics of Fluids》上发表了题为“Study on the sedimentation and interaction of two squirmers in a vertical channel”的研究论文，阐述了自驱动颗粒在重力作用下的运动及相互作用特性。论文通讯作者为聂德明教授，浙江大学林建忠教授为论文工作的合作指导教师。
自驱动颗粒与被动颗粒不同，具有自我驱动的内在机制，例如自然界的藻类（硅藻、衣藻等），菌类（球菌、杆菌、螺旋菌等）以及细胞（精子、白细胞等）等，如图1所示。它们在流体中的运动往往取决于流体作用及颗粒自驱强度之间的竞争，因此其行为较之被动颗粒更为丰富且复杂。另一方面，人工合成自驱动颗粒（人工细胞组织、含磷胶体颗粒、微型游动器件和机器人等）在靶向给药、精确手术、自组装、环境修复、水处理等工业过程中也逐渐获得应用。
图1 自然界中生物自驱动颗粒
图2 人工合成自驱动颗粒
然而，耦合自驱动颗粒与流体的相互作用研究依旧是一个新的领域，许多机理性问题尚不明确。基于此，论文作者采用了自驱动颗粒模型—Squirmer游动速度方程，并通过格子Boltzmann方法模拟了它们在重力场中的运动行为及相互作用。论文不仅揭示了自驱动颗粒的5种典型运动模式（图3），而且详细阐述了自驱动颗粒之间的相互吸引、排斥及同步振动的机制（图4）。特别地，论文针对自驱动颗粒在壁面附近的行为进行了细致分析，从颗粒周围的压力分布及其导致的颗粒受力（力矩）角度来阐明其与壁面的相互作用机理（图5），这不仅为某些微生物在壁面附近的活动行为提供了合理解释，而且为重力感应人工智能化颗粒的设计提供了理论指导。
图3 研究发现的Squirmer的运动模式
图4 两个Squirmer的轨迹曲线及其周围的压力分布
图5 Squirmer在壁面附近的压力分布及受到的力矩示意图
该论文的研究工作得到了国家自然科学基金重点项目（12132015）及面上项目（11972336）的资助。
Part.4
我校青年教师在高水平国际学术期刊《Chemical Engineering Journal》上发表最新研究成果
近日，我校材料与化学学院陈达和秦来顺教授联合团队在碱金属离子二次电池电极材料研究方面取得新进展。该成果于2022年11月以“Subnano-sized tellurium@nitrogen/phosphorus co-doped carbon nanofibers as anode for potassium-based dual-ion batteries”为题发表在高水平国际学术期刊《Chemical Engineering Journal》（IF 16.744，中科院1区）上。第一作者为我校材料与化学学院校特聘副教授于丹丹博士，通讯作者为陈达教授、秦来顺教授。
单质碲（Te）因具有高密度、高体积比容量、较好导电性等优势在碱金属离子二次电池领域受到广泛关注。尽管关于碳基质-Te复合材料的研究工作众多，但对于“非晶态”碲的成因及组成尚不清楚。该研究通过静电纺丝、高温煅烧、熔融扩散法制备了一种多孔氮磷共掺杂碳纤维承载碲的自支撑电极Te@N,P-codoped CNFs。团队经研究发现该复合材料中“非晶态”碲大小在亚纳米尺度（<1 nm），得益于Te-C/Te-N化学键和分级孔碳基质N,P-codoped CNFs的空间限域作用，亚纳米级碲主要由单原子Te和小分子Te2组成。作为钾离子电池负极，Te@N,P-codoped CNFs具有优异的储钾性能，与石墨正极匹配构筑的钾基双离子电池（Dual-ion batteries，DIBs）展示出3.6 V的高工作电压，可点亮标有“CJLU”的LED灯显示牌，且其能量密度高于已报道的大部分DIBs。该项工作证实了结构设计获取单原子分散碲的可行性，为碲化学调控提供重要参考，预期在储能、催化材料等领域引起关注。
此项工作得到国家自然科学基金（52002081, 51972294, 51872271）、浙江省自然科学基金（LQ20F040007）及浙江省属高校基本科研业务费专项资金（2021YW35, 2022YW62）的支持。
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本期制作
来源 | 光电学院 质安学院 计测学院 材化学院
图片 | 丁凯凯
排版 | 徐 童 吕童雪
责编 | 张 雷
责审 | 王哈颖
终审 | 陈永强