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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
百年极值理论迎来“破壁时刻”

从不断刷新的体育纪录，到地域差异的人类寿命；从毫无规律的地质灾害，到波动莫测的金融风险，现实世界里的数据纷繁杂乱。自现代极值理论诞生近百年来，经典理论始终被严苛的同分布前提束缚，海量差异化数据难以精准测算极值上限。破解异质数据统计难题成为全球统计学界持续攻坚的核心课题。宁波东方理工大学理学部教授何易联合荷兰蒂尔堡大学教授John H.J. Einmahl，搭建适配全场景的通用异质数据极值统计新框架，实现了百年极值理论的范式革新。近日，相关研究成果发表于统计学顶刊《美国统计学会会刊》（Journal of the American Statistical Association）。百年来的“同分布桎梏”极值理论的体系，由两大核心定理构筑而成。1928年，现代统计学之父 Fisher与其学生Tippett首次揭示了样本最大值的极限分布规律；1943年，苏联学者Gnedenko完成了严格数学证明，这套核心理论被命名为Fisher–Tippett–Gnedenko定理。时隔半个世纪，荷兰极值理论学派代表学者Balkema、de Haan与沃顿商学院统计学家Pickands，证明了超阈值数据的尾

2026-06-06
孙学良、王长虹团队 | 碳酸锂+硫氰酸铵，破解全固态电池成本难题！

全固态电池被认为是下一代动力电池的终极方案，而硫化物固态电解质（SSEs）凭借超高离子电导率与优异成型性，成为颇具产业化潜力的技术路线之一。然而一直以来，有个“卡脖子”的难题始终横亘在全固态电池产业化面前——硫化物固态电解质的核心原材料硫化锂（Li₂S），太过昂贵。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良，教授王长虹团队以工业基准原料碳酸锂（Li2CO3）为锂源，低成本的硫氰酸铵（NH4SCN）为硫源，通过“多级复分解”反应制备出低成本且高品质的硫化锂，攻克硫化物固态电解质的成本痛点。成本分析表明，使用这种由碳酸锂驱动的硫化锂合成的硫化物固态电解质，总成本降低了86.6%和88.5%，突显了其在推动硫化物固态电解质面向全固态电池商业化的重要技术经济优势。近日，相关研究发表于国际顶级化学期刊《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）。让硫化锂从“天价原料”到“平民化制备”传统硫化锂制备方法存在成本高、安全性差、提纯繁琐、污染风险大等缺陷，无论是锂硫爆燃法、酸碱中和发，还是碳热、镁热还原法，都难以兼顾低成本与规模化生产。该研究选用工业基准原料碳酸锂（8.56

2026-06-04
郑春苗、裘文慧团队 | 微塑料影响肠道健康，研究揭发“隐形入侵者”

你听说过微塑料吗？这些塑料碎片，肉眼难以看见、直径小于5毫米，藏在水里、食物，甚至空气中。一项由多家科研机构联合完成的研究，首次系统分析了人体肠道肿瘤组织中的微塑料并发现：微塑料的检出，与肿瘤复发风险升高、胃肠道症状加重存在统计上的关联。该成果深度探究微塑料暴露与肠道健康病变之间的内在联系，为厘清微塑料对人体健康的潜在影响补充了关键流行病学实证依据，也为微塑料环境健康风险研判、环境医学领域纵深研究筑牢重要理论与实践支撑。这项研究由宁波东方理工大学讲席教授郑春苗团队、南方科技大学副教授裘文慧团队，联合上海交通大学、深圳市第二人民医院等多家单位共同完成。相关成果近日发表在《自然-健康》Nature Health上。188份肠道肿瘤样本超一半检出微塑料研究团队收集了188名临床手术切除肠道肿瘤样本，借助共聚焦显微镜、拉曼光谱、电子显微镜等先进技术，对组织中的微塑料进行“搜身”和定位。结果发现：56.4%的样本中检出了微塑料，其中最常见的一种是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），常用于饮料瓶和食品包装。而这些微塑料有的附着在细胞周围，有的甚至出现在细胞内部。随后，研究人员将患者分为“微塑料阳性组”

2026-06-04
陈掌星团队丨PCNO，解锁地热开发“快准稳”新智能路径

近日，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在国际期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上发表研究成果。研究团队面向地热资源高效开发与低碳能源转型需求，提出了一种物理约束神经算子框架PCNO (Physics-Constrained Neural Operator)，实现了复杂地热储层长期开发过程的快速、高精度预测，并进一步构建了面向地热资源评估、开发方案优化和经济性分析的智能化技术路径。该方法可应用于常规水热型地热系统开发、增强型地热系统开发、区域地热资源评价、供热与发电一体化设计，以及面向低碳能源系统的快速决策支持。地热能是推动能源低碳转型的重要可再生能源之一。与风能、太阳能相比，地热能具有稳定、连续、受天气影响小等优势，可用于供热、发电以及工业用能等多种场景。然而，地热资源往往埋藏于地下深部，储层结构复杂，温度、压力、渗透率、岩石热物性和注采条件之间存在强耦合关系。如何准确预测地下热流体运移规律、评估长期热能产出能力，并快速筛选最优开发方案，是地热资源规模化开发必须跨过的一道坎。传统数值模拟虽然能够较精细地刻画地热储层中的渗流传热等复杂的

2026-06-04
夏威团队｜给球磨反应“拍电影”，看清固态电解质如何从晶体原料变成非晶产物

在化学和材料科学的世界里，“有序”常常被视为高性能的代名词。晶体结构越规整，似乎越容易被理解、设计和优化。但在全固态电池领域，一些看似“不够规整”的非晶材料，正在展现出意想不到的潜力。宁波东方理工大学助理教授夏威团队与南方科技大学、日本同步辐射研究所 SPring-8、美国橡树岭国家实验室、英国伦敦玛丽女王大学等机构合作，合成了一类锂锆氮氯化物固态电解质，并通过原位同步辐射结构分析，实时追踪了这种材料从晶态前驱体走向非晶固态电解质的全过程。近日，相关研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。非晶不等于“乱来”，反而可能更好用全固态电池被认为是下一代高安全、高能量密度电池的重要方向。其中，卤化物固态电解质因为离子传导快、与高电压正极兼容性好，一直是备受关注的“明星材料”。但问题也很明显：传统卤化物电解质的性能高度依赖结构设计。如何让锂离子跑得更快，同时让材料更稳定、更容易加工，仍是摆在研究者面前的难题。研究团队换了个思路：如果不再执着于高度有序的晶体结构，而是利用机械球磨把材料推向非晶态，会发生什么？他们通过机械化学方法，成功合成出一系列锂锆氮氯化物非

2026-05-27

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