【直播】【《SusMat》系列研讨会】可持续发展能源-资源材料
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人类可持续发展，实现碳达峰、碳中和是当前全球关注度最高、最紧迫的问题之一。《SusMat》（Sustainable Materials）聚焦可持续发展材料领域研究前沿和热点，以材料创新驱动全球可持续发展，助力建设“绿水青山美丽中国”，实现国家“碳达峰、碳中和”战略目标。围绕该主题，《SusMat》主办的系列研讨会SusForum2021年第2站：“可持续发展能源-资源材料——多学科交叉融合，携手助力碳中和”将于2021年8月1日在北京大学工学院1号楼210室举行。
Sus
sustainable
materials
Mat
2021年第1期动态封面
契合主题的动态封面
会议简介
本次研讨会将围绕四川大学与WILEY出版集团联合出版的期刊《SusMat》重点关注的主题研究领域之一——“可持续发展能源-资源材料”，特邀12位知名专家学者作学术报告。
会议日程
大会报告嘉宾
张立群 教授
北京化工大学
个人简介：
教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者，国家973项目首席科学家。北京市“新型高分子材料的制备及成型加工”重点实验室主任，教育部“弹性体材料节能与资源化”工程研究中心主任；中国橡胶工业协会第十届主席团主席，中国合成橡胶工业协会技术委员会主任；中国化工学会理事，中国材料研究学会理事，中国复合材料学会荣誉理事；担任学术期刊Science Bulletin（材料分支）、高分子通报等副主编，Nano Materials Science、Composites Science Technology、Composites Part B、复合材料学报、高分子材料科学与工等期刊编委。
主要的研究方向：橡胶材料科学与工程，聚合物纳米复合材料，生物基高分子材料，聚合物加工工程。以第一完成人获国家技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖1项，获授权发明专利120件；以通讯或第一作者发表SCI文章近400篇，2014年至2020年连续7年入选Elsevier中国高被引学者名单。主编国内著作2部。
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报告题目：
双碳战略下橡胶材料的发展趋势
与关键科学技术
摘要：橡胶在日常生活和武器装备中均发挥着不可替代的作用，我国橡胶的产值达到万亿元，每年橡胶的消耗量达到1000万吨以上。然而，合成橡胶均是通过化石资源制备得到，每吨合成橡胶的生命周期内会导致10吨左右的二氧化碳排放，不符合国家的双碳战略，亟需解决。在这样的大背景下，开发生物基橡胶和对废弃橡胶进行回收利用，是实现橡胶可持续发展的重要途径和发展方向。本报告将分别从三个方面进行阐述：（1）利用生物发酵得到的大宗生物基单体，设计合成得到生物基的合成橡胶，并对其分子结构设计、制备方法和应用性能进行阐述；（2）针对我国天然橡胶产能小的问题，通过蒲公英橡胶草、杜仲树等植物提取第二代天然橡胶，可弥补天然橡胶产能不足的问题；（3）利用多阶螺杆动态脱硫技术对废弃橡胶进行回收利用，解决了传统橡胶回收方法不环保的问题，建立了8条生产线，年回收橡胶可达到5万吨以上。通过以上三条途径，可有效解决合成橡胶的碳排放问题，为我国橡胶行业的可持续发展做出重要的贡献。
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大会报告嘉宾
李 泓 研究员
中国科学院物理研究所
个人简介：
中国科学院物理研究所研究员，国家杰出青年科学基金获得者。担任科技部先进能源领域储能子领域主题专家，工信部智能电网技术与装备重点专项项目责任专家，国家新能源汽车创新中心技术专家等。获得国家重点研发计划新能源汽车试点专项动力电池项目，北京市科委固态电池重点项目，国家自然科学基金委固态电池重点项目等。
主要致力于高能量密度锂离子电池、固态锂电池、电池失效分析、固态离子学的研究。提出和发展了高容量纳米硅碳负极材料，基于原位固态化技术的混合固液电解质高能量密度锂离子电池。目前发表SCI论文380篇，引用超过27000次，H因子84。共申请中国发明专利100余项，已获授权中国发明专利50余项。负责策划北京清洁能源材料测试诊断研发平台，先后联合创办了北京卫蓝新能源科技有限公司、溧阳天目先导电池材料科技有限公司、北京中科海钠科技有限公司、天目湖先进储能技术研究院有限公司、长三角物理研究中心有限公司、深水科技咨询有限公司等。
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报告题目：
可持续发展的电池技术
摘要：222年以来，人类发明发展了多种电池技术。目前锂离子电池已经渗透到人类的生产、生活、国家安全等方方面面，获得了广泛的应用。交通工具的全面电动化、以新能源为主体的新型电力系统的建设、消费电子的不断升级都对锂离子电池提出了巨大的需求，从长时间尺度来看，储能技术的可持续发展，对于实现我国提出的双碳目标等国家战略目标的实现十分关键。本报告从绿色可持续发展的角度，分析了电池技术的发展方向。
主讲报告嘉宾
报告简介
— 杨 槐 教授 —
北京大学
个人简介：
北京大学终身教授、长江学者、杰青、英国皇家化学会会士、国家基金委创新研究群体负责人。在Nat. Commun.等杂志上发表SCI论文330余篇；申请国家发明专利150余项，已获80余项授权；作为第一完成人，获2014年教育部技术发明奖一等奖、2016年教育部自然科学奖一等奖、2015年国家技术发明二等奖、2020年国家技术发明二等奖（待批）。
报告题目：
高分子分散与高分子稳定液晶
共存体系的构筑
摘要：本研究利用非液晶性和液晶性光聚合单体在液晶中反应速度的差异，通过首先使非液晶性光聚合单体聚合然后使液晶性光聚合单体聚合的二次光聚合方法，构筑了兼具PDLC和PSLC体系的微结构的高分子分散与高分子稳定液晶共存（PD&SLC）体系。基于该体系的温控调光膜用于建筑门窗，在天气较冷时呈光透过态，在天气较热时呈光屏蔽态，是一种真正意义上的智能建筑节能产品。现已证明，用于建筑门窗，可使夏季空调节能约28%。基于该体系的电控调光材料应用于显示领域，可颠覆目前LCD的加工方式，使生产工艺极大简化，加工能耗和材料成本分别约为现有LCD的1/27和2/5。同时基于该体系，还可以发展多种调光膜，具有广阔的应用前景。
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— 智林杰 教授 —
中国石油大学（华东）
个人简介：
2000年获中国科学院煤炭化学研究所博士学位；2000年8月至2002年12月在中科院化学研究所从事博士后研究；2003年1月起进入德国马普高分子研究所工作，并于2005年起担任马普高分子研究所课题组长。2007年9月入选中国科学院“百人计划”，加入国家纳米科学中心，2021年5月加入中国石油大学（华东）。2009年获得“百人计划”择优支持，2014年获国家杰出青年基金。近年来研究工作主要集中于碳及富碳纳米材料的可控制备、性能调控及其应用研究。2015-2020年连续6年入选科睿唯安全球高被引科学家。目前担任Scientific Reports、Advanced Materials Technology、CrysEng Comm、Science China Materials、新型炭材料等学术期刊编委，中国颗粒学会、能源学会、中国石墨烯产业创新联盟、京津冀石墨烯产业联盟、中关村石墨烯产业联盟等理事。
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报告题目：
富碳纳米材料的界面工程
及其应用研究
摘要：本报告介绍富碳材料的构建策略及其在纳米尺度上的结构控制与功能调节，重点研究针对锂离子电池的电极材料以及超级电容器的电极材料研究中的核心界面问题，从化学成键与接触控制的角度系统研究此类富碳材料的结构与性能关联性，深入理解材料微结构对电极反应过程中的反应机制的影响，进而探寻研发新型高性能电极材料的新方法与新途径等。
— 曲良体 教授 —
清华大学
个人简介：
清华大学化学系教授，长江学者特聘教授。围绕功能材料制备、先进能源器件、激光微纳制造等方面开展研究，在Science, Nature Nanotechnology, Advanced Materials, Journal of the American Chemical Society等国际重要期刊发表SCI论文200多篇，论文他引万余次，单篇论文最高他引2500余次。受邀请在Nature Reviews Materials, Accounts of Chemical Research, Chemical Reviews等撰写综述论文20余篇，英文专著6章，国际国内发明专利30余项。研究工作被Nature等专业刊物报道。主持科技部重点研发计划、国家基金委重点项目等多项。荣誉包括国家“百千万人才工程”（2017年）；“万人计划”科技创新领军人才（2016年）；教育部长江学者特聘教授（2014年）；科技部中青年科技创新领军人才（2014年）；国家杰出青年科学基金获得者（2013年）；教育部霍英东基金获得者（2009年）；国家自然科学二等奖1项（2016年）第二获奖人；教育部自然科学一等奖1项（2014年）第五获奖人。
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报告题目：
空气发电：水分子诱导的产电效应
摘要：伴随着社会经济的高速发展，能源短缺和环境污染问题日益严峻。新型绿色清洁能源的开发为有效解决这些问题提供了新的途径。将自然界中的清洁太阳能、多余的热能、机械能等转化为了电能，人们已经开发了太阳能电池、热电、摩擦产电、压电等新型能量转化材料和器件。相比之下，自然界中的水汽无处不在，基本不受环境因素的限制，水汽的自发扩散行为蕴含有巨大的能量，但却很少有人对其能量的有效转化与利用进行研究。近年来，我们团队通过对石墨烯、高分子等材料等进行系统的调控改性，开发了水汽诱导能量直接转化过程，特别是直接产生电能的转化材料与器件；目前利用水汽诱导产电器件可产生高达数十伏，甚至上千伏的电压，能够为商用电子元器件进行供电。相关研究成果为人类认识水汽能量转化过程，进而利用水汽诱导能量产生，作为清洁能源开辟了新的路径。
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— 张铁锐 教授 —
中国科学院理化技术研究所
个人简介：
中国科学院理化技术研究所研究员、博士生导师，中国科学院光化学转化与功能材料重点实验室主任。吉林大学化学学士，吉林大学有机化学博士。之后，在德国、加拿大和美国进行博士后研究。2009年底回国受聘于中国科学院理化技术研究所。主要从事能量转换纳米催化材料方面的研究，在Nat. Catal.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Angew. Chem., Int. Ed.、JACS等期刊上发表SCI论文260余篇，被引用21000多次，H指数78，并入选2018-2020科睿唯安“全球高被引科学家”；申请国家发明专利46项（已授权34项），在国际会议上做特邀报告40余次。曾获皇家学会高级牛顿学者、德国“洪堡”学者基金、国家杰出青年科学基金获得者、国家“万人计划”科技创新领军人才等资助、以及太阳能光化学与光催化领域优秀青年奖等奖项。2017年当选英国皇家化学会会士。兼任Science Bulletin副主编以及Advanced Energy Materials、Advanced Science、Solar RRL、Scientific Reports、Materials Chemistry Frontiers、ChemPhysChem、Carbon Energy、Innovation、SmartMat等期刊编委。现任中国材料研究学会青年工作委员会-常委，中国化学会能源化学专业委员会-秘书长，中国感光学会光催化专业委员会-副主任委员等学术职务。
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报告题目：
缺陷水滑石基纳米光催化材料
摘要：水滑石基纳米材料因组成结构易于调控、制备简便、成本低廉等优点在光催化领域受到科研人员的广泛关注。近两年，我们课题组通过在水滑石表面创造缺陷位和构造界面结构的手段，分别实现了对反应物CO2、N2等吸附和活化的增强，以及中间反应物种反应路径的调控，进而提升了光催化CO、CO2和N2加氢反应的催化活性和生成高附加值产物的选择性。
— 郭少军 教授 —
北京大学
个人简介：
北京大学长聘教授、博雅特聘教授。吉林大学化学本科，中科院应化所博士（导师：汪尔康院士），美国布朗大学博士后，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室奥本海默学者。
长期从事燃料电池、绿色氢能、二氧化碳转换和储能电池关键材料与器件研究。以通讯作者在Nature、Science、CNS系列（20）、AM(31)等高水平期刊（IF>10）发表学术论文170余篇。论文被引4.5万余次，h指数超110。国家杰出青年科学基金获得者、英国皇家化学会Fellow、全球高被引学者（化学、材料）、爱思唯尔中国高被引学者（化学、材料）、斯坦福大学全球顶尖科学家，荣获首届科学探索奖、中国青年科技奖和中国化学会-英国皇家化学会青年化学奖。任Chem. Commun.、Sci. Bull.、Sci. China Mater.等10余种国际/国内期刊的（顾问）编委。
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报告题目：
材料应变催化
摘要：燃料电池是一种高效、环境友好的能量转换装置，具有能量密度高、可快速启动、环境友好和无污染等优点。然而，其阴极上Pt催化剂氧还原反应较大的过电位严重阻碍了燃料电池技术的发展。纯Pt催化材料，由于其d带中心过于靠近费米能级，其氧还原中间产物如OHad的较强覆盖会导致其低催化活性。传统上，主要是通过配体效应活化Pt表面，实现氧结合能的优化从而提升本征催化活性，但目前报道的配体效应均为短程有效（只发生在离表面最近的0-2原子层）。在多金属核壳催化材料体系中，核和壳之间由于晶格错配会出现晶格应力，应力/应变效应是相对长程有效的（可影响到离表面的5-6个原子层），应变效应会影响Pt的d-带中心移动，可调控其电子结构，实现氧还原催化性能的提升。本报告将汇报下我们课题组调控具有高活性位点数目的Pt和Pd基多金属材料的表面应变，来显著提升燃料电池和氢能催化性能的最新研究进展。
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— 邹如强 教授 —
北京大学
个人简介：
北京大学博雅特聘教授，材料科学与工程学院副院长，国家重点研发计划首席专家。主要从事功能多孔材料的能源储存与转化研究，拓展其在燃料电池、相变储能、智能热管理等新能源与低碳发展领域的应用。入选日本JSPS特别研究员(DC)、国家优秀青年科学基金、国家“万人计划”青年拔尖人才、教育部“长江学者”青年学者、国家杰出青年科学基金获得者、科瑞维安全球高被引学者、全球前2%顶尖科学家等重要荣誉与奖项。发表SCI论文200余篇，专利20余项，出版书籍5章节。现任EnergyChem、Scientific Reports、Chinese Chemical Letter 编委，Advanced Energy Materials、APL Materials客座编辑，中国化学会能源化学专业委员会秘书长，中国材料研究学会纳米材料与器件分会常务副秘书长。
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报告题目：
功能多孔材料的能源存储与转化
摘要：纳米多孔材料因其高比表面积、大孔容、丰富的表界面化学环境等诸多优点，在原子、分子或微粒子的传递与输运方面具有不可替代的优势，因此在能源存储与转化领域具有广泛的应用前景。报告人课题组近年来开展功能多孔材料的可控制备与能源存储与转化研究，通过金属有机骨架模板法制备出系列碳包覆的多孔纳米复合结构，系统地研究了微介孔、大孔及其层级复合的分级孔材料的制备策略及其能源存储与转化机制，拓展其在电催化、相变储能等清洁能源与低碳发展领域的应用。该报告将讲述近年来课题组关于功能纳米多孔材料在电化学储能等方面的研究进展。
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— 王健君 研究员 —
中国科学院化学研究所
个人简介：
2006年10月在德国美因茨大学获得博士学位。2007年5月起，在德国马普高分子所担任课题组长。2010年2月回中国科学院化学研究所工作，任研究员/课题组长。获基金委杰出青年基金项目、重点项目等支持。近年来主要开展冰晶形成分子机制研究、控冰新材料的创制并应用于防覆冰涂层与细胞、组织和器官的低温保存等领域。近五年发表论文包括Nature、Adv.Mater.、Angew.Chem.Int.Ed.、PNAS、J.Am.Chem.Soc.等。申请PCT专利9项，已获授权中国发明专利10余项。《高分子学报》编委；韩国高丽大学冰水研究中心顾问等。中国科学院分子科学中心第五届学术委员会委员；中国化学会第十三届理事会高分子学科委员会委员。
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报告题目：
仿生控冰材料
摘要：控冰材料在风电、航空及生物医学领域有广泛应用。由于目前控冰机制不明确，所以控冰材料不理想。学习自然界控冰抗冻策略，通过设计系列模型材料，实验结合理论，揭示冰晶成核与生长机制，进一步设计制备系列高效控制冰晶成核与生长的材料。通过调控表面成核，突破传统气液固相变路径，实现固气相变路径，构建的备了超低冰粘附防雾淞防覆冰表面。针对目前细胞组织冻存液中含有大量二甲基亚砜等有机小分子，突破传统的玻璃化冻存，利用人体安全的仿生控冰材料，实现细胞组织的仿生控冰冻存。
— 程群峰 教授 —
北京航空航天大学
个人简介：
北京航空航天大学化学学院教授，博士生导师。先后获得国家优秀青年基金、教育部青年长江学者和北京市杰出青年基金等人才项目的资助，获中国化学会青年化学奖。主要从事仿生高分子纳米复合材料的研究工作，提出了仿生构筑高强、高韧纳米复合材料的普适性策略。在Nat. Mater., Nat. Commun., PNAS, Angew. Chem., Int. Ed., Adv. Mater.等期刊发表SCI论文80余篇，论文引用4000余次，H因子35，授权中国专利20项。
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报告题目：
仿生石墨烯纳米复合材料
摘要：石墨烯具有优异的力学、电学性能，在许多领域具有广阔的应用前景，特别是在复合材料领域。然而，以石墨烯为基元材料的纳米复合材料，其力学性能比较低，如何将石墨烯组装成高性能的复合纤维材料，仍然是一个巨大挑战。自然界生物材料鲍鱼壳，经过亿万年的进化，表现出优异的力学性能，主要归功于其微纳米多级次复合结构和丰富的界面作用，巧妙地克服了构建纳米复合材料传统方法的瓶颈，如纳米基元材料分散性差、含量低、界面相互作用差等，为仿生构筑纳米复合材料的提供了一个极好的例子。在此，我们受鲍鱼壳结构和界面的启发，通过构筑不同的界面相互作用，并在此基础上引入功能纳米基元材料，进一步构筑功能纳米复合材料。
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— 尉海军 教授 —
北京工业大学
个人简介：
教授，博导，北京工业大学先进电池材料与器件研究所所长。入选教育部“长江学者”特聘教授，北京市“青年北京学者”和国家海外高层次人才引进计划，受北京市“杰出青年”和国家自然基金委“优秀青年”项目资助，获北京市“北京青年五四奖章”称号。
主要从事先进电池材料与器件的研究，主持和作为骨干正在承担和完成了10余项国家级项目，涉及先进电池材料、电池系统以及电动车应用等领域，组织并协调完成了北京奥运会和北京市为期一年的2辆燃料电池新能源客车运营项目，在锂离子电池正极材料、固态电池、钠离子电池等方面取得系列性原创成果，在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等国际知名材料化学期刊上发表学术论文100余篇，申请专利40项，已授权20余项，获北京市自然科学二等奖1项（排名第一）和中国材料研究学会科学技术二等奖1项，担任国家第六次技术预测能源领域（储能与氢能）责任专家，兼任IEEE PES储能技术委员会常务理事，国际电化学能源科学院（IAOEES）理事，中国金属学会功能材料分会委员，中国化学学会电化学委员会委员，中国硅酸盐学会固态离子分会委员，中国化工学会储能工程专委会委员，J. Mater. Sci. Tech.和Rare Metals期刊编委和客座编辑等职。
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报告题目：
低成本高锰基锂离子电池正极材料
摘要：二次电池的研究重点是如何进一步提升其能量密度和安全性，近期对二次电池的关键材料是否可持续以及成本等方面的问题也有很多关注。电极材料的晶体/电子结构与其电化学性能密切相关，在电池材料的研究历史中，新开发电极材料的电化学性能都有其特殊的晶体结构和电子结构。目前，已开发了多种锂/钠/钾离子电池正极材料，有层状结构、尖晶石结构、橄榄石结构等。如何进一步提升锂/钠/钾离子电池正极材料的能量密度，一方面可以通过提高充电截止电压并结合掺杂元素稳定结构的方法来实现，另一方面也可以引入微区畴结构通过“晶畴调控”改变其电化学性能。此外，从可持续性方面考虑，需要重点考虑地壳中的资源储备问题，本报告将介绍地壳中储备丰富且成本低廉的高锰基锂离子电池正极材料的研究进展，并重点介绍在高锰基富锂材料方面的研究进展。
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— 侴术雷 教授 —
温州大学
个人简介：
侴术雷教授本硕毕业于南开大学；博士毕业于澳大利亚伍伦贡大学，师从澳大利亚工程院窦士学院士，自2020年1月起担任澳大利亚伍伦贡大学正教授，2021年7月加入温州大学，任双碳研究院院长，长期致力于电化学储能电池相关电极材料的研究，并推动钠离子电池产业化、自主产权化，发表Science、Nature Chemistry等论文270余篇，文章被他引超过15000次，H指数65，2018-2020年连续3年入选全球高被引学者；申请和授权国际国内专利20余项，承担澳大利亚可再生能源署(ARENA)等重大项目7项，2014年获得澳大利亚年轻科学家奖。
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报告题目：
低成本和安全钠离子电池的研究进展
摘要：通过修饰的共沉淀途径合成铁基普鲁士蓝(Na1+xFeFe(CN)6)，通过仔细控制合成条件，发现了高结晶度富钠Na1+xFeFe(CN)6的形成，证明了高度可逆的菱方相具有出色的速率能力和循环稳定性。原位同步辐射粉末射线衍射表明，在充放电过程中晶格收缩和膨胀后，菱方相结构可以很好地恢复。此外，使用100 L反应器进行了大规模合成，最终产品应用于软包装电池，该电池在1 C电流密度下显示出优异的循环稳定性（200周）和高容量保持率83.3％。通过结合同步辐射粉末衍射结构细化拟合和第一性原理计算，详细分析了富钠铁基普鲁士蓝的储钠机理。发现在菱方相结构中存在三种不同类型的Na+的占位，它们在不同的充放电平台上贡献容量。此外，菱方相结构在1000次循环后也能很好的保持，并且通过原位同步同步辐射粉末X射线衍射发现了循环过程中可逆的三相转变。通过从头算分子动力学方法计算，分析了单个晶胞内和跨多个菱方相晶胞的三维Na+扩散路径。最后，我们研究了所制备样品的稳定性，发现它在空气中相对稳定，可以认为它是一种很有前途的正极材料，具有低成本，优异的倍率性能，长循环寿命以及实际应用的潜力。
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关于SusMat
《SusMat》期刊是由四川大学与约翰威立国际出版公司联合创办。美国约翰威立国际出版公司创立于1807年，是全球历史最悠久、最知名的学术出版商之一，拥有Advanced Materials、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Functional Materials等顶级学术期刊。四川大学材料科学ESI排名全球前1‰，在高分子领域SCI论文发表量居全球高校首位,在高分子材料循环利用与环境友好高分子材料方面有卓越学术影响力。
作为“Mat”期刊系列的新成员，《SusMat》（Sustainable Materials缩写）关注和报导可持续发展材料领域的前沿和热点研究进展，涵盖
· 清洁能源
· 绿色催化
· 环境友好材料
· 污染治理
等材料科学与工程、化学、物理及生态学等多学科交叉领域。
文章内容来源于“MaterialsViews”公众号
编辑：黄琦
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