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【科研速递】物理学院钟建强教授在《Chemical Reviews》发表综述文章

点击数:12 时间:2022-07-31 10:45 来源:杭州师范大学

近日,我校物理学院钟建强教授在Chemical Reviews上发表“Two-dimensional ultrathin silica films”的综述文章。Chemical Reviews(2022影响因子:72.09)是由美国化学会于1924年创刊并发行至今的国际化学领域内最具权威性的学术期刊之一,致力于发表最具影响力的综述文章,以综合性、权威性以及可读性强而著称。这是我校首次以第一单位身份在该期刊上发表学术论文。

该研究综述与德国弗利茨哈伯研究所Hans-Joachim Freund教授合作完成,系统论述了二维二氧化硅薄膜的发展历程、制备及原子电子结构表征、化学修饰及其在单原子吸附和催化等领域上的应用。


论文摘要


论文被选为期刊补充封面


二氧化硅(SiO2)是日常生活中最常见的材料。目前最薄的二氧化硅薄膜只有两个原子层厚(0.5纳米),它最早在2010年由德国弗利茨哈伯研究所的科学家们制备获得。美国康奈尔大学和德国乌尔姆大学的科学家们在2013年也偶然发现此双层二氧化硅薄膜结构,并将其(双层二氧化硅薄膜结构)申报入选为2014年吉尼斯世界纪录——“世界上最薄的玻璃”。目前,二维超薄二氧化硅薄膜(2D-silica),因其在电子学和催化领域里的重要性,逐渐成为科学家们持续关注的对象。到目前为止,已经能够合成几种原子结构明确的二维二氧化硅薄膜,其中双层二氧化硅结构是具有薄膜化学计量比为SiO2的最薄氧化硅材料。它由两层四面体[SiO4]构建块组成,通过氧桥角连接,形成厚度约为0.5纳米的自饱和二氧化硅薄膜。对这些模型结构系统的成功制备和表征,特别是采用先进的表面科学技术和密度泛函理论计算,开启并推动了科学家们在原子尺度上探索氧化硅材料领域里新物理化学概念的可能性。这篇综述论文对二维超薄二氧化硅薄膜的最新发展、突破及其影响进行了深入的介绍,包括介绍它们的原子/电子结构、化学修饰、原子/分子吸附和催化反应特性。该论文有助于进一步激发并研究这类重要的新型二维材料体系。钟建强自2015年开始研究二维氧化硅薄膜材料,主要聚焦超薄二氧化硅薄膜在抗氧化性(J. Phys. Chem. C, 120, 8240 (2016))、界面调控(Top. Catal., 60, 481 (2016),J. Phys. Chem. C, 123, 13578 (2019))、选择性渗透(Nat. Commun., 8, 16118 (2017))、稀有气体分离(Adv. Funct. Mater., 1806583 (2019))等方面的基础研究。例如,稀有气体是元素周期表中最惰性的元素,它们只能在非常低的温度下从空气中凝结。因此,它们极难在高于冰点的温度下被捕获。但是,通过利用二维氧化硅薄膜中的棱柱形纳米笼子(约0.5x0.5x0.5纳米),能够在室温下有效且可逆地捕获和释放单个稀有气体原子,这使得研究人员能够更好地了解这些气体,尤其是它们在狭小空间内的行为方式,其中对氪原子和氙原子的捕获研究,有助于解决工业和能源生产中的环境和健康问题。

美国耶鲁大学Eric Altman教授为该论文撰写了题为“Two-dimensional Silica from Model System to Applications”的研究评论亮点(Research Reviews Highlight),并随该论文同期发表在Chemical Reviews上。该研究接受国家自然科学基金(22002031)、杭师大科研启动经费、西湖学者研究经费的支持。


作者简介:

钟建强,物理学博士,教授。入选浙江省海外高层次人才引进计划,杭州市全球引才521计划等。研究工作主要集中在有机分子电子学、二维硅材料、模型催化系统等领域。他擅长利用表面科学技术手段(光电子能谱,隧道扫描电子显微镜,红外反射吸收光谱等)原位研究新型功能材料表界面的原子电子结构;同时也擅长设计搭建多功能超高真空大型实验仪器设备。迄今,作为第一作者或通讯作者已在Chem. Rev., Nat. Comm., Adv. Funct. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Nano Lett., ACS Nano等国际著名学术期刊发表论文50多篇,获美国专利1项;主持国家自然科学基金、高层次留学回国人员在杭创新创业项目等。

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