杨国伟教授研究组在纳米制备技术研究领域取得重要进展

        杨国伟教授研究组在纳米制备技术研究中取得重要进展,最近,他们应邀为国际材料科学权威综述刊物Progress in Materials Science (SCI影响因子31) 撰写综述论文系统介绍他们相关研究成果。

        纳米材料制备是纳米科学技术研究的核心问题,因为新纳米材料的获得是探求其奇异物性和拓展其潜在应用的物质基础。杨国伟教授研究组于上世纪九十年代在国际上率先将激光与液-固界面的相互作用引入亚稳纳米材料的制备中,发展了独特的液相激光熔蚀(laser ablation in liquids, LAL)纳米制备技术,其优点主要表现在:(1)这是一种化学上相对“简单和干净”的非平衡制备纳米材料新方法,不需要任何催化剂和复杂的初始材料(化学前驱物),属于绿色合成。尤其是可以在温和环境(室温常压)中产生局域的极端条件(远离平衡态)进行特种纳米材料制备诸如高温高压相等亚稳相纳米材料制备;(2)特殊的反应空间使得合成的纳米材料可以是化合物即组份分别来自于固体和液体,从而为科学家针对基础或应用的需要而对所合成的纳米材料进行有效的组份设计提供了可能;(3)可以通过对激光参数、液体环境和靶材料的设计,来对所制备的纳米材料尺度、形貌、结构和缺陷/杂质态进行调控;(4)可以通过外场如(电场、磁场、温度场和化学反应)的引入,原位地对功能纳米结构的组装进行操纵,实现纳米材料的合成与随后的纳米结构原位组装一步完成。经过二十年的发展,目前LAL已经被国际公认为一种重要的极具发展潜力的纳米制备新技术。例如欧洲光学会发起和组织了两年一次的系列国际LAL专题会议(EOS Conference on Laser Ablation and Nanoparticles GEneration in Liquid, ANGEL,ANGEL2010瑞士、ANGEL2012意大利、ANGEL2014日本、ANGEL2016德国、ANGEL2018法国)。杨国伟教授研究组也被国际同行公认为是LAL纳米制备技术的主要“开拓者”(pioneer),他们的许多工作被国际同行认为是该领域开创性的(pioneering)。杨国伟教授应国际材料科学领域最具权威综述刊物Progress in Materials Science邀请撰写了国际上第一篇介绍LAL基本过程及在纳米材料制备中应用的综述论文(Progress in Materials Science 52 (2007) 648);新加坡Pan Stanford出版社邀请杨国伟教授作为唯一Editor编辑出版了国际上第一本关于LAL纳米制备的学术专著(Laser Ablation in Liquid: Principles, Methods and Applications in Nanomaterials Preparation and Nanostructures Fabrication, Edited by G. W. Yang, Pan Stanford Publishers, Singapore, 2012 (ISBN 978-981-4310-95-6)),来自包括德国、英国、法国以及日本在内的世界上十个国家的数十位此领域杰出的科学家为此专著撰文。国际著名材料化学家德国杜伊斯堡-埃森大学Barcikowski教授最近发表在Chemical Reviews (DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00468) 的关于LAL纳米制备技术的综述论文中充分肯定了杨国伟教授研究组对LAL发展的贡献:“杨研究组贡献了国际上关于LAL纳米制备技术及相关合成机理的第一篇综述论文和第一本学术专著。”

        近年,杨国伟教授研究组在LAL纳米制备技术领域取得了新的重要进展,他们发展了一系列外场(电场、磁场、电化学和温度场等)辅助LAL方法并用于多种功能纳米材料和纳米结构的制备和组装,例如他们采用LAL技术在国际上第一次合成了自然界中的第三种碳即一维sp杂化结构碳原子构成的白碳(Science Advances 1 (2015) e1500857);他们将LAL方法应用于纳米光子学的全介质材料研究,在国际上首次提出并证实了全介质材料纳米结构的磁致光透明(magnetically induced transparency,MIT)效应(Nature Communications 6 (2015) 7042)等等,这些研究展现了LAL在新型功能纳米材料制备方面的巨大应用潜力。因而,杨国伟教授研究组再次应Progress in Materials Science邀请撰写综述论文介绍他们最近十年在LAL领域的系列创新性研究成果,该文已于2017年2月14日在线出版(Progress in Materials Science DOI: 10.1016/j.pmatsci.2017.02.004)。

        本研究得到科技部重大科学研究计划、国家自然科学基金-广东联合基金、以及中山大学光电材料与技术国家重点实验室等的大力资助。

联系我们    |    友情链接    |    内部网