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北京科技大学邢献然教授是国际知名的固体化学专家,长期致力于无机固体材料的研究,尤其在负热膨胀(NTE)体系、固体局域结构调控及功能材料设计等领域取得系统性、创新性成果。
8 ?# P8 {5 A' q9 O1. 开创负热膨胀材料研究新方向
: @3 e% B) b9 M邢献然教授团队在负热膨胀领域的研究具有里程碑意义。他们揭示了铁电自发极化、磁体积效应等物理机制对晶格反常收缩的调控作用,并开发了通过“相界面应变”和“化学压力”调控晶格的新方法。例如: . g& [9 N* l. c! e6 @! @$ _
- 2018年,团队在《Science》发表研究,通过相界面应变制备出超四方铁电薄膜,其极化强度显著提升,为铁电存储器、传感器等器件的性能优化提供了新路径。 : W0 P3 h, d& Q, [
- 提出“双相合金”设计理念,成功制备出低温零热膨胀、高强度和优异延展性的稀土合金材料,综合性能处于国际领先水平。
$ `- Z3 W( f% g/ D6 L$ s- 系统阐释了负热膨胀与晶格、电荷、自旋和轨道耦合的关联,为多功能材料的可控合成奠定了理论基础。' i7 d9 q( x# Z4 |4 G! i& A9 y# n
2. 推动固体局域结构表征与应用) `' v6 ^$ l* u: K! v
邢教授团队在固体局域结构(原子至纳米尺度的结构分析)领域取得重要突破:
9 C3 `: ?- o5 C1 I: o- 利用中子全散射PDF技术和大科学装置(如同步辐射、中子衍射),建立了固体局域结构实验平台,解决了传统平均晶体结构无法描述纳米材料本征属性的难题。 ' T3 h n( C4 V/ K! }1 P! |6 T! y
- 将局域结构分析应用于电催化(如HER反应)和乙炔加氢等过程,揭示催化活性位点的元素分布与化学键变化,为高效能源材料的理性设计提供新视角。
/ O; r1 t+ G8 D/ ~3 U" Y& I3. 功能材料设计与产业化探索
, N; w/ y/ J8 x: w- x邢教授的研究不仅聚焦基础科学,还注重材料应用的创新:
: a3 ]& E/ a, c8 k+ k! x$ K0 ]- 开发出超大极化铁电体、超高居里温度(TC)压电材料等,拓展了铁电材料在信息存储、微波器件等领域的应用。 ! V" C* J, d9 U1 z& E4 t
- 合成新型零膨胀合金和因瓦合金,解决了精密仪器、航天器件中材料热膨胀失配的关键问题。 & t2 O, y* t# | A
4. 科研与学术影响力" e, P; ^" l4 [6 p6 X
主持国家重点研发计划“基于中子源的局域结构原位表征技术及其在先进材料中的应用”。属于“十三五”国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”重点专项。5 k2 P; q( F; w/ \1 x+ x5 o
主持国家自然科学基金重大项目“固体结构的化学调控与功能强化”
4 j' V/ v" U" K# V* M7 C- a主持建成我国首个基于散裂中子源的中子全散射PDF技术测试平台,并创建“固体局域结构与全散射技术专业委员会”,推动国内相关领域研究标准化。 , G" ], _8 w* `+ ~! w3 F
发表论文300余篇,其中《Science》2篇、《J. Am. Chem. Soc.》23篇,《Phys. Rev. Lett.》5篇等顶级期刊,授权发明专利40余件。
+ W1 x* p3 T) S5 H) g多篇成果入选高被引论文;担任《Chemical Communications》等10余种国际期刊编委,提升了中国在固体化学领域的国际话语权。研究成果曾获教育部自然科学奖一等奖(2004年)。* f/ j1 i$ Q" L1 i9 z
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