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污染物进入地下之后：四十年的追踪与探索

污染物进入地下水后会迁移到哪里、滞留多久，是地下水污染防治中最关键也最困难的问题之一。它可能沿高渗透通道快速到达下游水源地，也可能在低渗透介质中长期滞留、缓慢释放。北京时间10月1日，宁波东方理工大学讲席教授郑春苗与南方科技大学副教授郭芷琳等国内外学者合作，在国际权威综述期刊《地球物理学评论》（Reviews of Geophysics）发表综述论文，文章以美国宏观弥散试验（MADE）场地为核心，系统梳理四十年来地下水污染物迁移场地试验与模拟研究的重要进展，分析复杂地下环境中污染物迁移的关键机制，并展望面向地下水污染防治的新一代迁移预测方法与模型工具。该期刊是美国地球物理联合会（AGU）旗下的邀稿制综述期刊，2025年度影响因子为38.5。给地下水中的污染物 “拍 CT”地下水是全球最重要的饮用水源之一。一旦遭受污染，污染物不像地表水体那样可以快速稀释或截流，而是在岩石和沙土的缝隙中缓慢穿行，可能数年后才在数公里外的水井中被发现。准确预测污染物在地下水中的迁移路径，对于及时识别风险、保护水源地安全具有重要意义。位于美国密西西比州哥伦布市的美国宏观弥散试验场地，为研究非均质含水层中的污染

2026-10-01
给二维滑移铁电体装上 "方向盘"

近日，宁波东方理工大学讲席教授李润伟、中国科学院宁波材料技术与工程研究所何日研究员，与宁波大学物理科学与技术学院研究员王宏伟等合作，在二维滑移铁电体研究中取得重要突破，首次为原子层厚度的滑移铁电体装上“方向盘”，使这种新型二维铁电材料实现了精准定向滑移。相关成果发表于国际物理学顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。信息存储的三重考题在信息存储与智能器件的竞赛中，更小、更快、更省电是三个关键问题。由滑移铁电体制备的器件，凭借其独特的层间滑移翻转机制和原子级厚度，展现出超低能耗、超快响应和优异耐疲劳特性，被视为下一代非易失存储的重要候选。所谓滑移铁电体，是一类新型二维铁电材料，其上下原子层能够通过相对滑动，“对齐”与“错开”两种堆垛构型，实现垂直方向的极化翻转，天然对应着信息存储所需的两个状态。然而，理想单畴结构的滑移铁电体，内部存在多条对称等价的滑移路径。以双层氮化硼为例，其六角晶格具有三重旋转对称性，具有三条完全等价滑移路径，原子层沿哪一条路径滑动，材料自身说了不算。这意味着，外加电场下原子层可能沿任意一条等价路径滑移，也可能无法滑移，因此材料极

2026-09-17
把公式画成“图”！AI自动发现固体材料本构定律

手机快充时锂电池会不会鼓包变形？汽车车身的合金钢能不能扛住碰撞冲击？寒冬里的橡胶轮胎会不会变硬打滑？这些生活里随处可见的材料性能问题，背后都藏着同一套“力学密码”——本构定律。它就像材料的“受力说明书”，精准写清了温度、变形速度、受力大小和材料反应之间的数学关系，是从手机零件到桥梁大坝所有工程设计的核心依据。然而，受限于传统经验模型的假设与人类直觉的局限，寻找既精准又具普遍适用性的本构方程长期面临挑战。宁波东方理工大学讲席教授、美国国家工程院院士张东晓，副教授陈云天团队提出了一种基于图表征的符号回归新框架（GraphED），实现了直接从多源实验数据中自动化挖掘高精度、可解释的固体本构方程。北京时间9月12日，相关研究成果发表于国际顶尖学术期刊《科学-进展》（Science Advances）。GraphED框架开辟全新路径在工程力学与材料设计中，准确表征材料在不同温度、应变速率及受力条件下的力学行为至关重要。长期以来，本构模型的建立主要依赖两类方法：一种是传统的经验/半经验模型，由专家基于实验拟合构筑，形式较为简单，在超出校准范围时泛化能力往往不足。另一种是基于神经网络的黑盒AI模型，

2026-09-12
从液态到固态：添加剂工程如何破解卤化物电解质的两难困境

手机续航不够、电动车跑不远、储能电站怕起火 —— 这些痛点的背后，都指向同一个目标：造出更安全、更能装电的下一代电池。全固态电池因高安全性与高能量密度，被视为下一代储能器件的重要方向。卤化物固态电解质兼具高离子电导率与良好正极兼容性，是近年研究热点，但其空气稳定性差、高电压下界面氧化严重，且传统稳定化策略往往以牺牲离子传输为代价。离子电导率 vs. 稳定性：卤化物电解质的“鱼与熊掌”之争。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良与宁波东方理工大学助理教授夏威团队受液态电池添加剂工程启发，提出一种固态添加剂策略：将廉价、无锂的 Al₂O₃等金属氧化物纳米颗粒直接引入卤化物电解质的机械化学合成过程。相关研究成果近日发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。从液态添加剂到固态添加剂，提出全新的电解质设计理念在液态电池中，功能添加剂能够通过调节局域化学环境和界面反应，同时改善电池的循环稳定性与安全性。受此启发，研究团队提出一个关键问题：能否将“添加剂工程”的理念拓展到固态电解质？基于这一思路，团队将Al2O3等金

2026-09-03
"水火相容" 的拓扑与临界：临界拓扑如何打破量子相变经典法则

水在0℃结冰、100℃沸腾,这种物态转变的临界点，是物理学家理解物质世界的一把钥匙。而拓扑物态，这个拿过 2016 年诺贝尔物理学奖的概念，则让我们见识了一类内部绝缘、表面导电的奇特物质。长期以来，这两个领域被认为是两座孤岛：相变临界点是能隙闭合的地方，而拓扑物态需要能隙才能稳定。宁波东方理工大学物理学院助理教授余雪佳团队联合湖南大学、浙江大学的最新研究表明，这两座孤岛之间不仅有桥，桥上还跑着一支不守规矩的边缘军团。他们首次揭示了一种由临界点拓扑边缘态主导的反常动力学行为，对传统量子相变动力学中的 Kibble-Zurek（KZ）机制提出了挑战。

2026-09-02
甲烷+二氧化碳变废为宝，新型催化剂破解副反应难题

宁波东方理工大学讲席教授、加拿大工程院院士谭忠超团队，宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士陈掌星团队，助理教授赵恒团队，报道了一种碳层包覆的负载在TiO2上的Ru亚纳米团簇催化剂实现了优异光热甲烷干重整性能（PDRM）。其中，碳层在光照条件下为光激发的电荷载流子从TiO2迁移至Ru团簇创造了传输通道。强金属-载体相互作用使得钌同源异质团簇上金属态Ru0和氧化态Ruδ⁺位点在合适的邻近范围内共存。在PDRM催化过程中，光生电子通过碳层从TiO2在Ru团簇上积累，使得Ruδ⁺作为CH4活化位点，而富电子的Ru⁰位点则促进热力学上有利的CO2活化。相邻的Ru0-Ruδ⁺界面使得*CHx和*CO2中间体直接耦合，从而改变传统的热催化反应路径，抑制了逆水煤气副反应的发生，最终提升催化活性和稳定性。近日，相关研究成果发表于国际权威期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。催化剂结构与界面设计构建了由碳包覆的TiO2载体支撑的金属态和氧化态的Ru亚纳米团簇负载的Ru/TiO2催化剂。AC-HAADF-STEM可以观察到Ru亚纳米

2026-08-19
可规模化、高可靠性！湿法制备打破卤化物全固态电池量产壁垒

宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良与助理教授王长虹团队联合上海交通大学教授陈立桅提出了一种基于超分子组装的双溶剂制浆策略，制得了超低粘结剂含量双层电解质薄膜（LLBFs），室温离子导率达到1.26 mS/cm。依托该创新工艺，团队首次成功研制出多层堆叠安时级卤化物全固态软包电芯（NCM88|LLBF|μ-Si），其在30℃下以0.2 C进行充放电容量可达1.45Ah,经过100次循环，容量保持率达95.1%。近日，相关研究成果发表于国际权威期刊《先进材料》（Advanced Materials）。卤化物全固态电解质具有高离子电导率、优异的正极兼容性，已成为固态电池中极具前景的全固态电池体系。但长期以来，适配量产设备与工艺的卤化物湿法制膜、电芯制备技术始终未能突破，成为制约其落地实用的关键瓶颈之一。一方面，卤化物电解质对溶剂极度敏感，溶剂引发的电解质失效机制尚不明确。另一方面，传统湿法工艺制备的电解质膜，粘结剂含量高达2~5 wt%，而粘结剂多为离子绝缘材料，会直接阻碍离子传输，大幅拉低电池性能。核心创新点研究团队发现利用XPS、固态核磁等手段，解析了甲苯、环己烷、癸烷等

2026-08-05
“伪装”的对称性：图论揪出藏在杂乱网络里的“几何真身”

面对一张杂乱无章的节点连线图，可能会觉得它“毫无对称性可言”——既没有旋转对称，也没有镜面对称。但那些看似“歪歪扭扭”的离散系统，很可能只是把对称性“藏”了起来；只要换一个数学“滤镜”，隐藏的几何美就会原形毕露。宁波东方理工大学理学部副教授高文龙团队，联合香港理工大学、香港大学、上海交通大学和深圳大学等相关团队，发表了一项关于隐藏对称群的系统性研究，证明了看似不具备几何对称性的离散系统，可能只是把对称性“藏”在了不合适的表象中；经适当变换后，这些潜在对称性可以还原为清晰可见的几何对称性。北京时间7月28日，相关成果发表在物理学顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。潜在对称，是“伪装起来”的几何对称对称性是物理定律的基本组织原则，它决定守恒量、约束相互作用，并深刻影响物质的结构与相变。我们熟悉的晶体、雪花、六角蜂巢，都因为具有明显的旋转或镜像对称，才表现出特殊的物理性质。但现实中的很多系统（比如复杂分子网络、人工超材料、量子点阵列）并不长成规矩的几何形状。那么，它们是不是就“没资格”享受对称性带来的物理红利？答案是否定的。所谓潜在对称性（Latent

2026-07-29
破锂碘电池研究堵点，有了这一关键描述符

高能量密度电池体系如锂碘电池因低成本、高理论能量密度以及优异的快充性能，近年来备受关注。然而，碘正极在循环过程中易生成可溶性多碘化物，其穿梭效应会导致活性物质损失和容量快速衰减。传统物理吸附对多碘化物的约束力有限，而化学锚定策略能提供更强的结合能力。若能建立一个可量化的化学指标来精准描述这种相互作用强度，便有望突破“试错式”材料筛选，在分子层面实现电极宿主和电解液成分的定向设计。宁波东方理工大学讲席教授赵予生和助理教授夏威团队围绕锂碘电池中长期困扰的穿梭效应，提出以配体-碘络合物中的碘-碘键长为关键描述符，指导锂碘电池电极材料和电解液分子设计的创新策略。近日，相关成果发表于化学领域顶刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。研究亮点研究团队巧妙地以碘-碘键长这一基础结构参数作为量化指标。研究发现，当配体与碘的相互作用较弱时，碘-碘键较短；当相互作用增强时，电荷转移导致碘-碘键显著拉长，且键长与相互作用强度呈现良好的线性关系。更重要的是，该键长与拉曼光谱特征峰位移直接对应，可通过简便的实验手段快速测定，为实际材料筛选提供了简便、

2026-07-10
应力直降 80%！创新设计让全固态锂硫电池摆脱高外压依赖

全固态锂硫电池兼具高理论能量密度和本征安全优势，被视为极具潜力的下一代储能技术。然而，其在实际运行中往往需要施加数十甚至数百兆帕的外部压力，以缓解电极体积变化引发的界面失配、接触损失和机械化学失效。这种对高压力的依赖，不仅增加了工程实现难度，也限制了全固态锂硫电池的规模化应用。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良与宁波东方理工大学助理教授王长虹团队提出一种“应变协同”策略，通过协调正负极在循环过程中的相反体积变化，显著降低全固态锂硫电池对高外部压力的依赖，为兼具高能量密度、高安全性与长寿命的下一代固态电池提供了新思路。近日，相关研究成果发表于国际权威期刊《自然-通讯》（Nature Communications）。核心创新点应变协同设计：构建准零应变全固态锂硫体系研究团队以高容量FeS₂正极和预锂化Si负极为代表体系，通过调控Li/Si比形成Li₂Si，使FeS₂在放电过程中的膨胀与Li₂Si的收缩相互补偿，在充电过程中则呈现相反的协同变化。与传统Li||FeS₂体系约 -17.2%的总体体积变化相比，Li₂Si||FeS₂体系将体积变化优化至约 +2.6%，从源头上缓解

2026-07-10
氯气电合成，有了稀土“桥梁”

氯气是现代化工体系中最重要的基础化学品之一，广泛应用于水处理、消毒剂生产、有机合成和医药制造等领域。当前，工业上主要通过氯碱电解实现氯气生产。然而，传统析氯反应仍面临能耗高、贵金属利用率不足以及析氧副反应竞争等问题，限制了其进一步高效、绿色发展。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士陈掌星团队，助理教授赵恒团队，联合江南大学教授顾志国团队、福州大学教授林森团队、上海交通大学副教授么艳彩团队等，在高效氯气电合成催化剂设计方面取得重要进展。研究团队提出了一种“榫卯式”精准构筑策略，利用郁金香状共价有机框架作为原子级“反应器”，成功制备出稀土桥联的Ru-Ln双原子催化剂，为高效、高选择性氯气电合成提供了新的材料设计思路。近日，相关研究成果发表于国际期刊《先进材料》（Advanced Materials）。用“榫卯结构”锁住双原子，破解精准构筑难题双原子催化剂被认为是连接单原子催化和团簇催化的重要桥梁。相比单原子位点，双原子位点能够通过两个金属原子的协同作用调节电子结构和中间体吸附行为，从而提升催化活性与选择性。但问题在于，两个不同金属原子要在高温热解后仍保持“成对”而不团聚，并不容易。

2026-07-10
氧元素“助攻”！打通全固态钠离子电池电解质量产堵点

全固态钠离子电池凭借钠资源储量丰富、无易燃电解液、成本优势突出等特点，在新能源汽车、大型电网储能等场景具备广阔应用前景。固态电解质是决定电池性能落地与产业化推进的核心材料，但是主流采用机械球磨工艺制备，存在产业化痛点：常规纯卤化物材料球磨耗时动辄数十小时，制备能耗高、量产效率受限。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良和助理教授夏威团队发现少量氧引入到卤素阴离子框架，可驱动卤化物电解质超快非晶化合成，并依托同步辐射等先进表征技术系统解析卤化物固态电解质材料微观演化规律，厘清氧掺杂调控非晶化的内在机理。近日，相关研究成果发表于国际顶级化学期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。研究选取氧卤化物NaTaOCl4为模型材料，通过球磨仅5分钟球磨即可实现非晶化，相较传统NaTaCl6数日合成模式，合成效率实现了跨越式提升。依托拉曼光谱、X射线光电子能谱、同步辐射对分布函数、X 射线吸收谱等多维度表征，结合从头算分子动力学模拟，研究阐明了桥接氧驱动超快非晶化的微观机理：结构中低配位的Ta−O−Cl桥接氧单元诱发了显著的晶

2026-06-11
赋能新型电子器件！二维室温多铁材料迎来关键突破

随着电子设备不断向轻薄、高效、小型化发展，兼具磁性与铁电性的多铁材料成为科研领域的研究热点。凭借两种特殊性能的相互作用，它有望打造出灵敏度更高的传感器、读写速度更快的存储器件。宁波东方理工大学理学部物理学院院长、讲席教授魏苏淮，联合浙江大学教授陆赟豪、中国科学院物理所研究员陈岚、香港理工大学教授杨声远，在二维室温多铁性研究方面取得重要进展，提出通过层间自掺杂实现多铁性的新策略。近日，相关研究成果发表在物理学顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。研究背景现有的多铁材料通常分为两类。在第一类多铁材料中，铁电性和磁性源于不同且独立的起源。两种序并非由彼此直接诱导产生，其磁电耦合通常是线性的但较弱。在第二类多铁材料中，铁电性是由初级磁有序驱动的次级诱导序。这通常出现在非共线磁结构中，磁有序的形成打破了对称性并产生了电极化。第二类多铁材料中的磁电耦合机制依赖于自旋-轨道耦合，其磁电耦合强度通常比第一类情况要强，因此更适合应用。然而，第二类多铁材料也存在重要的缺点。首先，由于铁电性是由自旋-轨道耦合（通常能量尺度较小）从磁性诱导而来，因此铁电序通常较弱且转变

2026-06-11
稳定循环13000次！新技术打破全固态锂-碲电池应用壁垒

近日，宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良，宁波东方理工大学助理教授王长虹团队在国际顶级期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上发表研究成果。研究团队首次系统探索了全固态锂-碲（Li-Te）电池在低外压下的电化学性能与可持续回收策略，为高能量密度、高安全性和可循环利用的下一代固态电池开辟了全新路径。硫族正极体系因其高能量密度而受到越来越多的关注。其中，碲（Te）元素兼具接近金属的高电子导电性、锂化后的高离子导电性以及优异的高体积容量。然而，全固态锂-碲电池，尤其是在低外压条件下的研究仍相对空白。因此，如何实现高性能全固态锂-碲电池并解决碲成本较高的问题，成为关键所在。核心创新点突破性材料设计：超高活性物质含量复合正极研究团队通过高能球磨工艺，成功构建了碲含量高达91 wt% 的纳米复合正极材料Te91@LPSC-350。该材料中，约10 nm的Te纳米晶粒均匀嵌入非晶态LPSC（Li5.5PS4.5Cl1.5）基体中，实现了优异的离子-电子双传导网络，显著提升了固-固界面的反应动力学。极致电化学性能：130

2026-06-06

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