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夏威团队 | 给硅穿“外套”,巧解固态电池寿命难题

你是否想过，未来的手机可能一周只需充一次电，电动汽车的续航能力轻松突破1000公里？作为最具潜力的“下一代动力电池”，全固态电池的诞生，让这一切皆有可能。但全固态电池有一个“卡脖子”难题：如果用储能潜力巨大的硅材料做负极，它会和固态电解质“闹矛盾”，在界面上发生持续的副反应，大量消耗锂离子，导致电池寿命急剧缩短、充电效率低下。宁波东方理工大学助理教授夏威团队，联合甬江实验室研究员林宁团队提出一种表面卤化工程策略——给硅颗粒“穿”上一件“卤化物外套”，成功解决了硅基固态电池中硅负极与固态电解质的界面兼容性难题，显著提升了电池的可逆性与循环稳定性，为高能量密度固态电池的实用化提供了关键技术支撑。近日，相关研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）。硅基固态电池的核心瓶颈之一，是硅负极与硫化物固态电解质（如Li6PS5Cl，LPSC）电解质间的界面（电）化学不兼容，并引发界面电荷传输动力学迟缓，二者协同引发严重的不可逆锂损耗，制约了硅基负极的初始库仑效率与循环稳定性。如何通过简单可控的表面修饰策略重构硅负极表面结构，同步解决界面兼容性不佳与电荷传输迟缓的双重难

2026-01-04
《科学》发文！郑春苗团队首次厘清全球海鱼“永久化学品”暴露风险

你平时爱吃的三文鱼、金枪鱼，可能正在悄悄输送一种“隐形健康风险”。宁波东方理工大学工学部环境与可持续工程学院讲席教授郑春苗，与南方科技大学副教授裘文慧团队联合多单位合作者，通过研究发现，全氟和多氟烷基物质（以下简称PFAS），正在海洋食物链中不断富集，并通过餐桌上的海鱼进入人体。他们首次系统厘清了全球212种食用海鱼中“永久化学品”的暴露风险，为守护餐桌安全提供关键科学支撑。北京时间12月19日，相关研究成果发表在《科学》（Science）期刊。“永久化学品”危害隐匿在日常生活中PFAS是一类人工合成的化学品，因其广泛应用于工业生产、消费品制造中被成为“永久化学品”。日常生活中，化妆品、不粘锅（涂层）、家用清洁剂、便利贴、地毯、牙线、滑雪板、户外运动衫和运动鞋等，都有PFAS的踪迹。由于这类物质在环境中难降解，可通过食物链富集，在人体内长期蓄积，可能对人体健康构成潜在威胁。有研究标明，PFAS会影响生育力，造成肝中毒、损害肾功能、造成神经毒性及致癌。郑春苗指出，本次研究“海洋鱼类食用而导致的全氟和多氟烷基物质暴露风险”，系统评估了全球212种可食用海鱼中的PFAS的富集浓度及人群食用暴

2025-12-19
朱宸团队｜以电为笔、以分子为墨，有机电合成让沉默的化学键重生

如果把化学反应比作一场看不见的交响乐，那么有机电合成就是那位“不凭火、不凭酸碱，而凭一束电流”来指挥分子的现代指挥家。当电子沿着电极表面缓缓推进，就像给分子施加了一阵温柔却精准的“电场推手”，让原本沉默的化学键在恰到好处的时机松开、重组，谱写出全新的分子结构。电合成技术的魅力在于：只需调节电流、电极、电解质等“外部旋钮”，便能精准控制反应的模式、选择性甚至立体构型。这种绿色转化方式正在重塑现代有机合成化学的边界。日前，宁波东方理工大学理学部副教授朱宸及其合作团队对它有了新的解读，他们在光电协同催化、电化学精准调控领域连续取得重要突破。相关研究成果接连发表于化学三大顶级期刊《自然-合成》（Nature Synthesis）、《自然-化学》（Nature Chemistry）、《自然-通讯》（Nature Communications）。01电化学“开关系统”：精准决定芳烃烷基化路径假设你有一个化学“万能工具箱”，里面装着一个神奇的分子原料（比如常见的苯甲酸）。你想用这个原料来制造两种完全不同，但都很有用的药物中间体。传统上，你需要两套完全不同的设备、试剂和流程。现在，科学家们开发出了一个

2025-12-16
张东晓团队｜AI竟能像科学家一样发现新方程

这项研究可能要打破你以往的认知。它让算法从一个被动的数据分析员或模仿者，升级为一个主动的探索者和创造者。不再是仅仅从数据中“挖”出隐藏的规律，而是融合已知的知识，像一位真正的科学家一样，去生成并优化我们从未想到过的新理论、新方程。宁波东方理工大学张东晓院士团队提出了一种名为EqGPT的智能化偏微分方程挖掘算法，将数据驱动与知识引导相结合，实现了新方程的自主生成与自适应优化。北京时间11月21日，相关研究成果发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。宁波东方理工大学为第一完成单位。该研究还藏着一个富有寓意的“小彩蛋”。研究团队特意设计了一个特别的算例——把计算区域雕刻成“EITech”的字样，让方程在校园的轮廓里可见。从“EITech”边界的物理过程中发现潜藏的方程｜课题组供图偏微分方程是由科学家基于第一性原理推导出来的，描述连续变化的物理量（如温度、流体运动、电磁场）在多个维度上如何变化的数学方程。偏微分方程挖掘方法则是反其道而行之。它通过分析数据，从一个庞大的候选偏微分方程项库中，筛选出最简洁、最准确描述数据动态的项，从而发现数据中潜藏的物理规律。数据驱动

2025-11-22
陈云天团队发现，全球变暖让海上风电更“恐风”

宁波东方理工大学助理教授陈云天团队与合作者发现，亚洲与欧洲超过半数的已建及规划海上风电场正面临极端风况的危险，其中与风机载荷相关的极端风速在全球68%的沿海区域呈现显著上升趋势。北京时间11月5日，相关研究成果发表在《自然-通讯》(NatureCommunications)，并被选为亮点文章。2024年台风“摩羯”袭击海南文昌，在强力台风之下，当地一风电项目发生多台风机倒塌事故，经济损失高达数亿元。科学评估现有及规划中的风电场能否应对极端风速，至关重要。海上风电是全球实现可再生能源转型的重要组成部分。然而，海上风电场相较于陆上风电场，更多面临强风、巨浪等多重危险。特别是在全球气候变暖的环境下，热带气旋强度增强，高纬度地区温带气旋活动加剧，海上风机的安全运行将面临更大的隐患。台风“摩羯”过境后，海南文昌某风电场现场记录。｜田维刚供图国际电工委员会依据“五十年重现期风速”（即五十年一遇的极端风速）对风机进行等级划分，各等级风机需具备承受其运营位置风速的能力。根据标准,I类、II类和III类风机的最大设计极限风速分别为，50米/秒、42.5米/秒和37.5米/秒。研究团队基于1940年–20

2025-11-05
真核生物DNA复制机制如何演化？吴法柏团队从古菌中找到答案

遗传物质DNA的精准复制，是保障所有生物生存、生长和繁衍最核心的生物学过程之一。人类与植物、酵母、草履虫等真核生物拥有一套类似的复杂DNA复制机制，而这一套复杂机制是如何演化而来的？宁波东方理工大学理学部副教授吴法柏团队从一类海洋古菌中找到了答案。北京时间10月21日，相关研究成果刊登在《自然-生态与进化》（Nature Ecology Evolution）。宁波东方理工大学为第一完成单位。所有细胞生命，无论是简单的原核生物还是更加复杂的真核生物，均以双链DNA为遗传物质。DNA复制错误既是生命进化的动力，也是癌症等疾病的主要诱因之一。复杂的真核生物由简单的原核生物（古菌）进化而来。然而，真核生物的基因组普遍比原核生物多数十倍，甚至上万倍。为保障庞大的基因组能够得到准确的复制，真核生物拥有一套远比其祖先复杂的DNA复制机制，包括用多个DNA聚合酶进行明确分工等。一直以来，这些复杂机制被认为是早期真核生物所独有。真核DNA复制机制部件由古菌部件的复杂化而来｜课题组供图吴法柏团队发现，多个复杂模块在阿斯加德古菌的原核生物中便已出现，他们因此提出真核生物祖先（LECA）核心遗传机制的复杂化

2025-10-22
“固相解离”设计让电解质“随心而变”！孙学良院士团队提出固态电解质设计新范式

在液态电解液里盐会被溶剂“溶解”，离子自由穿梭而在固态里，一切看似静止，不该“溶解”可这项研究偏偏让固体也“学”会了“溶解”宁波东方理工大学研究团队发现了一类神奇的卤化物范德华晶体它们像“固态溶剂”一样在固体内部把金属盐拆解成能自由移动的离子这就是“固相解离”宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良，宁波东方理工大学副教授李晓娜团队与合作者，提出并验证了一种全新的固态电解质设计理念——“固相解离”（Solid dissociation），该策略利用卤化物范德华晶体作为“固态溶剂”，通过强配位作用溶解多种金属盐，直接生成高离子电导率的无定形、均相固态材料，构筑出具有高离子导率、宽成分可调性的无定形固态电解质体系，为不同工况下的全固态电池提供了高性能、可定制的解决方案，有望加速其商业化进程。北京时间10月20日，相关研究成果发表在《自然—能源》（Nature Energy）。宁波东方理工大学为第一完成单位。在传统的有机电解液体系锂、钠离子电池中，大多数固态电解质是晶态离子导体，其离子传输性能高度依赖于晶格结构，无法像液态体系那样自由进行成分设计。如何突破晶格依赖、拓宽材料成分设计

2025-10-20
科研进展｜担心帕金森找来，请及时检查这一“开关”

宁波东方理工大学讲席教授蔡宗苇团队发现，帕金森病患者脑脊液中鞘氨醇-1-磷酸水平显著升高，这一变化与“上游开关” 鞘氨醇激酶1的调控密切相关。进一步研究提示鞘氨醇-1-磷酸在炎症放大和病理性α-突触核蛋白聚集中发挥关键作用，这为探索帕金森病新型干预策略提供了新的依据。相关研究成果日前发表在《创新·生命》（The Innovation Life）。帕金森病是一种主要发生在老年人群的慢性、进行性神经系统退行性疾病，目前仍缺乏有效的病程阻断治疗。病理性α-突触核蛋白是帕金森病的关键核心致病蛋白，其在神经元内的持续沉积可诱发长期神经炎症，并推动神经损伤的发生。帕金森病不只与神经递质关联，也涉及复杂的脂质代谢失衡。近年来，遗传与组学研究提示“鞘脂代谢”与帕金森病密切相关，但关键分子如何参与病程尚未清晰。为什么是鞘氨醇-1-磷酸？从临床患者到动物模型，蔡宗苇团队追踪了这条被忽视的脂质线索，串联起神经炎症放大与α-突触核蛋白聚集的隐秘通路。鞘氨醇-1-磷酸在帕金森病中串联神经炎症与病理性α-突触核蛋白聚集｜课题组供图既往多见帕金森病患者血浆鞘氨醇-1-磷酸偏低，而蔡宗苇团队首次在脑脊液中发现其异常升

2025-10-17
孙学良院士团队登Science：开发新型卤氧化物固态电解质刷新离子导记录

试想一下，在零下50摄氏度的极端环境下，无论是驰骋的新能源汽车，还是翱翔于高空的低空飞行器，都能依旧稳定运行，人们不再为电池无法支撑焦虑。这一梦想或将实现。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良团队与合作者，开发了一种新型超离子导体，为实现高性能全固态电池，特别是在极端环境下具有优异循环稳定性和倍率性能，提供了新的技术路径。北京时间10月10日，相关研究成果登上Science。宁波东方理工大学孙学良院士团队，联合美国马里兰大学莫一非教授团队，以“阴离子亚晶格设计实现晶态卤氧化物超高离子电导率（Anion sublattice design enables superionic conductivity in crystalline oxyhalides）”为题，北京时间10月10日，相关研究成果发表在Science。研究人员开发了一种新型超离子导体：Li3Ta3O4Cl10，刷新了卤化物基固态电解质的室温离子电导率，达到了13.7毫西门子每厘米(mS/cm)，并实现了零下50度环境下超稳定的全固态电池。作为全固态电池的核心材料之一，固态电解质材料是目前研究的一大热点。离子电

2025-10-10
科研进展｜丁飞团队物理学顶刊发文，微芯片上实现“光子定制

如果量子信息是一封信，光子就是最理想的“信使”。如何才能像下指令一样，让这位“信使”精准地知道该去哪里（方向）、以何种形式（偏振）、以多大的“音量”说话（强度）？我校丁飞副教授团队与合作者就实现了这一奇想。近日，我校信息科学与技术学部丁飞副教授团队与合作者，首次在一枚仅有头发丝直径几分之一（10微米）宽的微芯片上实现了“光子定制”——可按需控制方向、偏振与强度的光子源，为未来量子通信、量子计算和高精度传感开辟了新路径。这一重磅成果以“On-Chip Emitter-Coupled Meta-Optics for Versatile Photon Sources”为题，发表在国际物理学顶级期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上，并因其重要性被选为“编辑推荐”（Editors Suggestion）在官网亮点展示。同时，美国物理学会旗下权威科学期刊《物理》(Physics)也以“Microchip Provides Made-to-Order Photons”为题，对该研究进行了重点报道。挑战：如何为光子“量体裁衣”?光子是量子信息的理想载体，能在不受环境

2025-09-19
科研进展｜纳米尺度上的“一石三鸟”，孙学良、王长虹团队提出全固态硫正极新策略

近日，我校孙学良院士、王长虹助理教授团队在化学类顶刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上发表重要研究成果，为开发高能量、长寿命的全固态锂硫电池提供了一条新路径。论文以 “A Universal Solid Reaction Enabling Nanosized Li2S in an Amorphous Matrix for All-Solid-State Li−S Batteries”为题，通过原位固态反应，设计了一种新型复合正极材料（92Li2S@8LiFeS2），在高硫载量下实现了优异的循环稳定性与比容量。图1- 高性能全固态锂硫电池 (ASSLSBs) 正极设计原理示意图。(a) Li2S与多种金属氯化物发生通用固态反应的示意图。(b) 用于筛选最合适导体的过程细节。(c) Li2S 正极和 (d) 92Li2S@8LiFeS2复合正极的电池结构与性能对比。甜蜜的烦恼：高能硫为何难以驾驭？作为下一代储能技术的有力竞争者，锂硫电池因理论能量密度高 (2600 Wh kg-1)和硫资源丰富的优势，备受关注。然而，其核心

2025-09-05
科研进展｜连发三篇！章盛祺助理教授在多尺度湍流与传热领域取得系列突破

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2025-09-05
科研进展｜“固态溶剂化结构”助力全固态电池技术! 孙学良院士团队最新研究成果登Nature Chemistry

全固态电池被誉为下一代储能技术的“皇冠”。在全固态电池技术向实用化迈进的关键阶段，有机正极材料因其绿色可持续性和分子结构可设计性受到广泛关注。然而，其低电压与易溶解等瓶颈限制了其实际应用。我校讲席教授孙学良院士与合作者提出以“固态溶剂化结构调控”为核心的新型正极设计策略，该研究成果登上《Nature Chemistry》。8月4日，宁波东方理工大学孙学良院士团队，以“固态溶剂化结构设计助力全固态有机电池（Solid solvation structure design improves all-solid-state organic batteries）”为题，发表在《Nature Chemistry》。该成果报道了以n型有机小分子正极材料为“溶剂”，引入双离子构建异核固态溶剂化结构，激活配体-金属-配体-电荷转移通道，实现3.6V的高工作电压、超7500圈的长循环寿命与优异的倍率性能。这项工作提出“固态溶剂化结构”概念，建立起分子-电子结构-电化学性能的协同调控理论，为全固态电池提供了可持续、高性能、低成本的新思路。全固态电池被誉为下一代储能技术的“皇冠”，其在能量密度、安全性和循环

2025-08-07
科研进展｜小小分影镜点亮大视野，张昊团队突破介观结构光投影极限

2025-08-06

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