
2017年12月29日,也就是2017年的最后一个工作日,在上海大学材料学院520报告厅,我们迎来了"自然论坛"高级科普讲座第18讲——"纳米材料及其应用"。讲座嘉宾为美国德克萨斯州农机大学金斯维尔分校的终身教授刘静波博士。本次论坛是由《自然杂志》编辑部和上海大学纳米材料与技术研究中心联合主办,材料学院甄强教授主持。
刘静波教授主要从事可持续能源材料及磁性纳米功能材料在生物医学领域的研究,目前担任美国化学学会能源及燃料分会项目主席,为劳伦斯伯克利国家实验室先进光源部联属用户及US Air Force DEBI Fellow。自2001年以来,刘静波教授参与主持Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC),国家(中、美)自然科学基金、校研究基金、罗伯特韦尔奇基金、美国教育部等40余项科研项目。发表论文80余篇,编辑及撰写书籍5部。
纳米技术本质上是一个多学科领域,旨在从原子或分子水平准备和调整材料。纳米技术是一种用于研究至少一个特征尺寸在纳米范围的功能结构的设计、构建和利用的技术。由于组成粒子或分子的有限尺寸,纳米材料和系统可被设计成从而表现出新的物理、化学、电、磁和生物学特性、现象和过程。
本次讲座主要以混合动力车用燃料电池的纳米催化剂为例介绍了材料的设计及应用。通过构成催化剂的过渡金属氧化物和多孔有机金属配合物及其复合物的组成设计,提高了燃料电池阴极的反应活性和水解离的效率。与传统催化剂相比,分别使用不同组成的催化剂可以将燃料电池的功率密度提高一个数量级,模型车的行驶速度提高了32.4%,行驶距离提高了47.6%,或水解离的速度提高了61.2%。值得指出的是,这些催化剂的纳米结构表征同时为优化材料合成过程提供了指导,从而进一步提高电池性能。同时对不同纳米材料配方的安全性进行了测试,以减轻对健康的担忧。
刘静波教授的讲座现场互动频繁,启发式的提问、生动的讲解、惟妙惟肖肢体的模仿,以及讲座后激烈的讨论,让近2个小时的讲座变为了头脑风暴的现场。