• 工程进展 国家重大科研仪器设备研制专项2016年度研讨交流会议顺利召开 　　2016年1月7日至8日，厦门大学孙世刚院士主持的“基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”（以下简称“红外项目”） 、中国科学院大连化学物理研究所杨学明院士主持的 “基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置”（以下简称“紫外项目”）两个国家重大科研仪器设备研制专项2016年度研讨交流会议在大连化学物理研究所召开。国家自然科学基金委化学部常务副主任陈拥军，基金委项目管理组领导，教育部项目监理组领导以及项目专家和项目组成员等共计50人参会。国家同步辐射实验室“红外项目”光源工程指挥部经理王琳研究员、首席科学家高琛研究员、总设计师贾启卡研究员等一行参加了本次会议。 　　项目交流会由大连化学物理研究所所长张涛院士主持。在欢迎致辞中，张涛院士首先感谢领导和同行的参会，并指出要真正做出世界原创性工作，必须要有原创性的大型仪器设备，基金委重点支持的两个重大仪器项目，是对鼓励原创的设备做出原创的科技成果最好的支持。基金委化学部常务副主任陈拥军在致辞中强调了基金委重大专项项目的实施是中国基础科学研究的重要举措，为中国基础科学研究开了一个好头。希望通过年度研讨交流会，帮助项目组解决实施过程中遇 2016-01-13
• 科研动态 具有稳定金属相的二维层状二硫化钨的设计合成和应用研究取得重要...   过渡金属氧族化合物（Transition Metal Oxides and Chalcogenides, TMOCs）是由过渡金属元素(M)和氧族元素(O，S，Se，Te)结合而形成的化合物，因其具有良好的光、电、催化等性能，一直备受人们的关注。近期，中国科学技术大学国家同步辐射实验室宋礼教授课题组在具有稳定金属相的二维层状WS2量子功能材料的设计策略、可控合成和基础应用方面取得重要进展。  Figure 1: Stable metallic 1T-W 2016-01-07
• 科研动态 新型单相交换偏置材料及电场对异质结构交换偏置的可逆调控研究 交换偏置通常用来描述不同磁序相界面上的交换耦合作用，对基础物理研究及自旋电子学器件的发展具有重要意义，基于这种交换偏置效应的自旋阀、磁隧道结等已成功应用于制备巨磁阻器件。目前该领域中还存在几个主要问题：一方面产生交换偏置效应的物理机制仍存在争议；另一方面，对于单相材料，交换偏置作用只在几十K温度下才出现。因此当前该领域的研究主要集中在：一是致力于寻求室温下具有更低能耗交换偏置材料；二是利用异质结构界面来实现室温交换偏置作用并对其进行调制。因而能够有效的实施对单相和异质结构交换偏置材料的并行研究并取得重要进展，可以为进一步的器件研究打下了基础。近几年来，在科技部“国家重大研究计划”的支持下，陆亚林课题组利用层间插入的方法，发展了一个全新的复杂氧化物多参量复合量子功能材料体系。最近，该课题组成功制备了具有九层长周期的单相铋层状结构氧化物（Bi10Ti3Fe6O30），其在100 K时交换偏置场可达1468 Oe，成功实现高场强的输出，将有效交换偏置温度提高到150K左右，为进一步实现室温下的交换偏置奠定了基础。研究人员通过同步辐射等先进实验手段，在原子尺度上观察到磁性Fe离子在这种长周期 2015-11-24
• 科研动态 X射线三维成像技术应用于高分子纳米复合体系的网络结构研究取得... 2015-11-13
• 科研动态 多参量复合量子功能材料在光催化上的应用研究取得进展 　　近几十年来，环境污染已经成为全球范围内关注的问题。这其中对人类健康威胁较大的是水体中的有机物污染，主要来源于制药、杀虫剂、包装、印染等工业产生的废水，以及药物和杀虫剂的滥用。因此发展环境友好，可大规模化的有机污染物治理技术成为当务之急，比如光催化技术，可以直接利用光照来将各类有机化合物分解。 　　当前，氧化钛是最常用的商业化光催化剂，虽然它的材料成本低，但因为带隙宽，所以只在紫外光下才具有活性。当前的研究主要集中在两个方向：通过带隙工程提高材料在长波长波段的光活性；纳米化以提高表面积和减小电子-空穴复合，从而提高光催化效率。虽然通过减小光催化剂的尺寸能有效提高光催化效率，但是随之而来的问题是如何将其从溶液中有效去除以避免二次污染。一个有效的解决方法是在纳米光催化剂中引入磁性，这样就很容易通过外加磁场来实现回收。过去，研究人员通常是将光催化剂与磁性颗粒比如Fe3O4或Fe2O3等进行复合，形成异质结来实现这一功能。这种复合结构的制备过程比较复杂，热稳定性和光催化效率都有待提高。　　最近，陆亚林课题组提出了多参量复合功能材料的概念，目的是在单相材料中实现多种功能的集成。课题组选取了Au 2015-10-19
• 工程进展 FELiChEM专项研讨会顺利召开 　　9月20日上午，国家自然科学基金委重大科研仪器设备研制专项《基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置》项目研讨会于国家同步辐射实验室召开。来自厦门大学、复旦大学、中科院大连化学物理研究所及中国科学技术大学国家同步辐射实验室共17人参加了会议。会议由项目负责人、厦门大学孙世刚教授主持。 　　孙世刚教授首先发言，介绍本次会议由工程指挥部提出召开，其主要目的是通过红外光源工程指挥部与各实验站负责人的研讨，尽快确定光束线设计方案，确保项目顺利推进。 　　光束线总体负责人高琛教授介绍了光束线初步设计方案和光束传输模拟计算的情况。与会人员随即展开了热烈讨论，最终确定了红外激光光束线传输和聚焦到各个实验站的一些细节问题，及对光斑直径等设计指标提出了期望。 　　会上，项目各部分负责人并交流了近期进展及明确下一步工作计划。 2015-09-28
• 科研动态 同步辐射技术在研究新型能源转化材料方面取得重要进展 　　　 近期，中国科学技术大学国家同步辐射实验室刘庆华副研究员、潘志云副研究员和姚涛教授组成的研究小组在韦世强教授的带领下，利用同步辐射X射线吸收谱学(XAFS)技术在研究电催化水氧化CoOOH二维功能材料的形貌结构和性能调控中取得重要进展，在化学学科顶级期刊《德国应用化学》上发表研究论文（Angew. Chem. Int. Ed. 54, 8722 (2015)），阐述了他们的研究成果。　　　 随着全球经济和技术的快速发展，传统的石油和化石能源的过度消耗引起了严重的环境污染和能源短缺等世界性问题，开发新型能源技术已成为当前人类发展所面临的重要目标。通过光或电催化水分解获得清洁的氢能是解决上述问题的有效途径之一，亟需高效、稳定和廉价的水分解催化剂材料。过渡金属氧化物半导体材料具有地球储量丰富和化学性能稳定的突出优点，被认为是用作水分解催化剂最有前途的材料。但是由于其高的水分解过电势和低的单位质量活性，限制了其在光电催化水分解领域的应用前景。该研究组以过渡金属羟基氧化物 　　　 CoOOH为模型材料，采用“原子尺度相转换”的方法获得了一种CoOOH二维超薄纳米片材料，将其电催化水氧化产 2015-09-25
• 科研动态 表面辅助有机合成低维单原子层碳纳米材料研究取得重要进展 　　　 　　　 低维碳纳米材料因其优异的物理化学、电子性质，轻便和经济性近年来一直受到广泛的关注。例如，具有零带隙能带结构的明星碳材料石墨烯在各个领域都有着广泛的应用。然而石墨烯因其零带隙能带结构而无法像硅材料一样在半导体器件应用中发挥作用。目前亟待解决的问题是怎样打开石墨烯的带隙，最常见的调控石墨烯能带的方法是对其进行掺杂或者周期蚀刻。近三年来，中国科学技术大学国家同步辐射实验室朱俊发教授课题组，一直致力于采用“自下而上”衬底辅助的表面反应合成具有周期性规则缺陷的孔状石墨烯二维材料来替代零带隙的石墨烯。该课题组利用超高真空扫描隧道显微镜及同步辐射光电子能谱技术研究了经过精确设计的前驱体分子在金属单晶表面上的有序自组装，并通过乌尔曼反应合成出目标有序低维碳纳米材料的过程；探索了不同前驱体分子、衬底材料和晶面的选取等因素对目标产物结构的影响，并取得了一系列重要研究进展和成果。这些成果相继发表在化学学科顶级期刊Angewandte Chemie International Edition, 2013, 52, 4668-72，ACS Nano, 2014, 8, 709-718, Jour 2015-07-22
• 科研动态 新型三元层状Cu-Mo-S化合物研究取得重要进展  　　　　  近年来，以石墨烯为代表的二维材料由于其独特的物理和化学性质而被广泛的研究。在众多的二维材料中，过渡金属硫族化合物在能源、催化等方面具有优异的性能而备受关注。但是，由于其本身由多种元素组成，在合成、结构表征方面目前存在一定的技术难题。针对这些关键问题，中国科学技术大学国家同步辐射实验室博士生陈文星、陈海平、张科等在宋礼教授的指导下，近期在三元层状化合物的研究领域取得了重要进展。  Figure: Ternary layered Cu2 2015-05-29
• 科研动态 利用同步辐射技术在研究高分子远离平衡条件下的成核方面取得重要... 　　　 我室李良彬研究员和博士生崔昆朋等结合自制伸展流变仪和同步辐射超快X射线散射技术研究了聚丙烯在远离平衡条件下的成核机理。相关研究工作发表于近期的Macromolecules （2015, 48, 694−699）期刊上。　　　 高分子在流动场下的结晶是一种典型的外场驱动的相变。由于在高分子材料在加工过程中不可避免地要引入流动场，因此研究流动场诱导高分子结晶具有重要的工业价值。此外，高分子具有多尺度结构和多重松弛模式，是研究相变尤其是远离平衡条件下相变的一种理想材料。尽管对流动场诱导结晶已经有超过半个世纪的研究。然而，由于实验条件的限制，目前对其非平衡特性还缺乏认识和理解。流动场诱导高分子结晶究竟是由热力学驱动还是非平衡效果至今仍不清楚。　　　 针对上述问题，研究人员结合自行研制的伸展流变仪和超快同步辐射X射线散射（时间分辨为30ms），构建了聚丙烯在接近加工条件下的应变-温度相图。结果表明诱导成核的临界应变在一个很宽的温度窗口内不随温度发生变化，与基于近平衡条件经典熵减模型的预测完全相反。这一结果证明了经典熵减模型在远离平衡条件下的失效，并且揭示了流动场诱导结晶的非平衡特性。研究 2015-05-21
• 科研动态 同步辐射技术在研究二维磁性半导体材料方面取得重要进展 　　　 近期，中国科学技术大学国家同步辐射实验室闫文盛副研究员、孙治湖副研究员和刘庆华副研究员组成的研究小组在韦世强教授的带领下，利用同步辐射软X射线吸收谱学技术在研究二维超薄MoS2半导体磁性材料的结构、形貌和性能调控中取得重要进展，在化学学科顶级刊物《美国化学会志》上发表研究论文（J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2622），阐述了他们的研究成果。　　　 二维超薄半导体纳米片具有宏观上的超薄性、透明性、柔韧性和微观上优异的电学、磁学和光学性能，是实现自旋电子器件微型化和功能最大化、制备大面积和高质量的纳米自旋电子器件等领域极具发展潜力的材料。在众多二维超薄半导体纳米片中，MoS2纳米片具有类似于石墨烯的高载流子迁移率、可调的载流子类型以及高开/关比等优异的电学性质而引起了人们极大的研究兴趣，但它们的本征非铁磁性限制了它们在自旋电子器件中的实际应用，因此如何赋予MoS2二维超薄半导体纳米室温铁磁性就成为一个具有学术和应用研究两方面重要价值的科学问题。该研究组基于常温下具有三角棱柱配位环境（2H相）的MoS2中Mo原子磁矩为零，而八面体配位（1T相）的MoS2 2015-03-31
• 科研动态 同步辐射技术在天然橡胶结晶自增强机理研究中取得进展 　　我室李良彬研究员和近代力学系梁海弋教授等合作，结合自制的微型拉伸装置和同步辐射微聚焦X射线衍射技术研究了天然橡胶的结晶自增强机理。相关研究工作发表于近期的Scientific Reports. 2014, 4, 7502。 　　天然橡胶的综合性能优于目前所有的合成橡胶，在一些特殊环境如飞机轮胎、重型装备减震等方面具有不可替代的作用。由于天然橡胶来自于只能生长于热带雨林气候环境橡胶树，受地域和气候影响大，世界各国把天然橡胶都列为战略物质。而如何模仿自然，合成与天然橡胶性能媲美的合成橡胶一直是各国追寻的目标。模仿自然首先需要认识天然橡胶优异性能背后的微观机制。应变诱导结晶是天然橡胶独特的性能，可能是其优异力学性能的结构缘由之一。传统结晶自增强机理认为橡胶在拉伸过程中发生应变诱导结晶，形成的晶体在本体中扮演了物理填充和交联点的角色，增加了橡胶的模量和强度。但这一模型还不能完全解释天然橡胶优异的抗缺口扩张能力。 　　针对上述问题，研究人员结合研制的微型拉伸装置和同步辐射微聚焦X射线扫描技术，获得了天然橡胶在不同应变下缺口周围二维结晶度分布，发现存在软硬交替的双网络结构。理论分析显示相对于结 2015-03-26
• 科研动态 降解VOCs光催化材料和机理研究取得重要进展 2015-03-02
• 科研动态 高于室温下工作的新型单相多铁材料研究取得进展 　　最近，陆亚林教授课题组的博士生王建林利用磁性插层的新方法，成功获得了具有完全自主知识产权的新型单相多铁材料，并实现了高于室温（100摄氏度）、且远离共振条件下的磁电耦合，被国际同行评论为多铁材料领域近年来的一个非常显著的进展。　　多铁材料是一种同时具有铁电极化有序和铁磁自旋有序的材料，可用于多态存储，高灵敏度传感器和自旋电子器件等领域。由于单相结构比多相复合结构具有很大优势，发展单相多铁材料是这个领域近年来的一大趋势，但之前在单相多铁材料领域的研究以及所涉及到的为数不多的材料体系中除了铁酸铋（BiFeO3，BFO）具有室温多铁性外，其它几乎都是在远低于室温或者在共振条件下。但BFO有其材料本身不可克服的缺陷：比如其磁性是弱的反铁磁性，以及大的漏电流，这几乎完全限制了BFO的发展和实际应用。因此，发展新的、在高于室温下具有铁电铁磁共存的、以及具有高于室温的而且远离共振条件的磁电耦合的单相材料，是近年来多铁材料领域发展的一个挑战。　　研究人员通过选择合适的铁电层状钙钛矿结构母体材料，采用磁性插层的方法，获得了具有Aurivillius结构的SrBi5Fe0.5Co0.5Ti4O18新材 2014-12-26
• 科研动态 同步辐射技术在外场诱导高分子成核机理中的研究进展 　　同步辐射实验室李良彬研究员和博士生刘栋等近期通过结合伸展流变仪和同步辐射小角X射线散射/宽角X射线衍射原位研究了聚乙烯在近平衡条件下的伸展流动场诱导成核机理。相关研究工作发表于近期的Macromolecules.2014,47(19),6813–6823。　　流动场诱导高分子结晶不仅是重要的非平衡物理问题，也是指导高分子材料加工的基础。然而虽然经历数十年的努力，至今仍然没有统一的理论和解释。针对上述问题，研究人员利用自行研制的伸展流变装置与同步辐射小角和宽角X射线散射，原位跟踪拉伸流场诱导交联聚乙烯的成核过程，建立温度-应变对成核的等效关系，发现拉伸流场诱导四种不同的晶核结构和形态。针对实验发现，研究人员引入与不同晶体形态结构对应的焓和表面自由能，改进了经典拉伸网络成核模型，揭示了近平衡条件下片晶到串晶转变的成核机理。审稿人认为这一发现对流动场诱导结晶这一领域的现况做了很好的总结，并提出了不同条件下的成核机理，是近平衡条件下阐明流动场诱导高分子结晶热力学机理的努力，在高分子物理领域将引起广泛兴趣。　　以上研究工作得到国家自然科学基金委、科技部“973”项目、中央高校基本科研业务费专 2014-12-03