学术盛宴,收获良多——第十一届中美华人纳米论坛图文报道


6月18日至6月20日,十一届中美华人纳米论坛在南京大学仙林校区成功召开,来自于全世界的华人纳米大牛齐聚一堂,为我们奉上了一份纳米科技的盛宴,下面是材料人新闻部发回的报道。

本次会议分为两部分,第一部分是第十一届中美华人纳米论坛(6.18~6.19两天时间),主要由2D材料、催化纳米、纳米生物医学和纳米能源四个主题组成;第二部分是6.20日清华大学出版社-施普林格纳米研究论坛,在这个论坛上,男神杨培东获得清华大学出版社-施普林格纳米研究奖。本次的重量级嘉宾有刘忠范院士、包信和院士、李亚栋院士、江雷院士、赵东元院士、彭笑刚教授、聂书明教授、郑南峰教授、胡征教授、俞书宏教授、顾宁教授等,还有美国科学院新科院士杨培东和戴洪杰,以及工程院新科院士鲍哲南教授(还有外籍院士江雷),以及斯坦福大学崔屹教授,张华教授、段镶峰教授、孙守恒教授、乔世璋教授、李丹教授、吴屹影教授、金松教授、戴黎明教授等。大牛太多,一时难以记全,这样的阵容是难得一见的天王级阵容。也是小编第一次见到了这么多的“活在文献里的大牛”(无冒犯之意,纯属于膜拜)。

本届中美华人纳米论坛除了常规的大牛学术报告,主办方还别出心裁地安排了Panel Discussion环节,组织大牛就所从事领域热点问题和主要难题进行深入讨论并与台下老师同学互动,各位大牛也毫无保留地深入交换了自己的意见。3天的时间,小编从常规的学术报告和Panel Discussion中受益良多。废话不多说,直接上干货,跟着小编一起回味总结下这场科研盛宴的精彩瞬间。

6.18  第一个部分

第一主题:刘忠范院士2D nanocarbons: attraction, reality and future

刘院士和介绍了自己课题组的研究进展,并分析了目前二维碳材料的研究现状以及未来该走向什么方向。刘院士认为,碳材料的研究应当理性,应当想想碳材料在维度问题上分类以及背后的科学内涵和信息;尤其是产业化问题,政府需要合理引导,企业也需要合理发展。

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接下来的是Feng Wang教授、王欣然教授和Yuan Hongtao教授介绍了自己小组的精彩的科研进展,篇幅有限小编就不一一介绍。第一个主题的Panel Discussion环节,由刘院士主持,段镶峰、刘杰、郭万林、张华、李丹等教授参与。这次的讨论主要以思考材料维度的发展和最近几十年来,材料研究热点的变化。纳米材料不管是在初度和维度上的一个概念,还必须伴随着材料性能的变化。当材料尺度减小到纳米级别时,其性能也会出现与宏观尺度不同的点,这样的材料才能成为纳米材料。从0维C60到1维碳纳米管再到2维石墨烯,材料研究维度的变化很“巧合”地都被碳材料引领。也许材料的维度变化只是表象,我们应该思考背后的深刻的科学含义。二维材料研究很热也很容易发文章,但是年轻学者不要贸然地踏入这个领域。我们应该多思考背后的科学本质问题。

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第二主题:包信和院士做了Nano-catalysis and new horizon of C1 chemistry的报告。

包院士分析了我国目前的能源问题、介绍了自己研究C1化学多年来的主题工作、并对“催化”这个概念提出了自己的观点。包院士认为,我们目前能源问题日益严重,不能机械借鉴别国尤其是美国的能源战略,我们一定要指定符合自己的国情的能源战略。

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本主题的Panel Discussion由包院士主持,参与者主要有男神杨培东、崔屹、李亚栋、苏党生、郑南峰、Chia-Kuang(Frank)Tsung等大牛。本环节精彩纷呈,大牛们提出了很多自己关于对催化的思考,以下是简要的总结:

包信和院士提出开场问题:纳米催化为什么性能很好,纳米结构与催化活性之间的关系该如何衡量?怎样构建催化活性中心如何?催化活性中心在反应条件下是否会有变化,是如何变化的?如何有效真实地从原子和电子结构来表征催化剂的性质?

彭笑刚教授提出:纳米催化和传统催化到底有什么不一样?

如何看待均相催化和多相催化的统一?

关于以上问题,杨培东教授这么认为的:从传统的气相催化到现在的电催化,人们主要的研究思路是先设计合成(design),然后表征测试(measurement), 然后从测试结果来总结合成的材料与方式是不是有效。然而,这种研究对于科学研究来说,并不是一支能够高效的方式。我们现在需要发展原位表征技术(in situ characterization),一开始合成的催化剂在反应条件下到底还是不是活性中心,活性中心在反应过程中会发生什么变化,这都需要通过原位表征技术来进行探索,这样才能深层次地了解最机理的东西。此外还应该借助理论计算,预测反应活性和反应中心,为实验提供理论指导。催化领域很广泛,包括均相催化,多相催化,生物催化等。怎样将分子催化、纳米催化以及生物催化结合起来是很有意思的一个大的方向。

郑南峰老师认为,我们的催化剂可能有很多单原子,在电镜下看不到,这些单原子是否对催化也有很大的作用?如何以及怎样能够实现非均相催化与均相非的统一,从表界面等方向来思考它们之间的关联共性等问题需要我们好好思考。

包信和院士认为:纳米催化并不是催化的一个分支。催化,本身就涉及一个纳米的概念,过去叫超细粒子,现在的纳米催化实际上是将纳米的概念用到催化中去解释催化的问题。当尺寸小到一定程度时,其比表面积,缺陷,量子效应等会影响到催化剂活性,而量子效应是纳米这个概念引入之后人们在催化理解上的一个新的思考点。

李亚栋院士认为,多相催化的过程涉及底物分子的吸附,活化,脱附,此外还有催化反应的评价指标、选择性和转化率等问题。我们需要研究的关键点在与活性中心、吸附位点是什么和催化剂与载体的问题还有尺寸效应,催化剂与载体之间的相互作用,表面效应,界面效应等。

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崔屹教授认为,纳米催化研究的一些层面,一是预测和设计,目前来讲关于材料催化的可能性预测做的还是不够; 二是关于催化本质的理解层面:看到了某个现象之后能不能对其进行理解;三是催化材料的可控合成与催化过程的控制。我们需要从纳米角度重新认识催化的尺寸效应、晶面效应、缺陷效应、组成效应(不同金属有不同的活性中心)以及协同效应(各部分如何分工)。此外,我们还需要考虑酶催化在催化体系中期的作用。限于篇幅,尽管其他老师的见解都很精彩,忍痛就不一一介绍。

6.19  纳米生物医学主题

由聂书明老师做开场报告,报告主题是纳米科技和精准医疗,聂老师为我们介绍了分子诊断前沿、靶向治疗和图像引导诊断方面的基础问题和研究进展。

本次的Panel Discussion环节,聂书明老师主持,戴洪杰、江雷、彭笑刚、俞书宏、顾宁等老师参加。聂老师从肿瘤诊断、靶向治疗,量子点在人体的应用、可穿戴医疗设备纳米科技等方面入手,提出了自己的问题。

东南大学顾宁老师总结先有生物材料技术时的发言令小编印象深刻,大致意思总结如下:医生希望可以最大限度地挽救患者,可是现实的问题来自于肿瘤很难定向诊断和成像,导致临床时开刀后医生不知如何下手做手术的问题。我们的纳米科技要大力发展,直达有一天可以借助纳米手段清晰地看到肿瘤的位置以及扩散情况。纳米医药的一点点进步都会给病人带来实质性的改变。

与会的其他专家的意见可以总结为,纳米科技在生物材料领域内前途很广,我们需要推进纳米材料的实用化,让纳米材料发挥出其专长。同时要思考怎样用在人身上这个问题。纳米生物科学家应该加深对生物体的认识,要改进现有的诊断和治疗体系,解决传统医学不能解决的问题。纳米颗粒在人体内是一个动态的过程,不限于静态的研究。纳米生物学是科学、纳米医学是工程。

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6.20纳米能源主题,由鲍哲南院士做开场报告。(啧啧,这PPT做的,简洁大方,不能更赞!)鲍院士介绍了她的小组今年来在Skin-inspired electronic materials and devices方面的进展。将纳米器件与人体完美结合,小编已经迫不及待的等着用上她的技术做的产品了,想想都很炫。

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本主题的Panel Discussion环节,由鲍哲南院士主持,杨培东、赵东元、刘杰、崔屹、金松、戴黎明、乔世璋、孙守恒、陈军等大牛参与,整个精彩不断。小编简要为大家梳理下主要信息。鲍院士提出了几点问题,怎样发现科研的灵感、怎样发现问题、怎样解决实际问题、怎样将纳米技术应用于解决能源问题、你对年轻的科学家建议是什么?有人提问:如何改革先有科研体质,让年轻人静下心做科研?纳米材料的优势在哪里,怎样解决实际问题?

与会大牛的意见,可以总结为以下几点:1 做科研,要抓住最核心最本质的问题;2 热爱你的方向,打破传统观念来工作;3 纳米材料的分类多种多样,要寻找可以实际应用的点,寻找breakthrough;4 开发太阳能和风能,从根本上改变先有能源结构;5 要在原子、分子、界面的层次上发现问题,进行基础和引领方向的深入研究,站在一定高度寻找和预测材料;6 科学的发展是波浪式前进的;7 要坚守一个领域和兴趣,围着核心问题去发挥优势,一步步做深入的研究;8 仅仅发表论文是无用的,年轻人要做点实质性的东西,不要follow别人的工作和想法,低水平的灌水毫无作用,中国的科研条件已经很不错了,希望大家多合作研究。9 从需求的末端出发,寻找能源问题的关键点,从而寻找材料。10 我们该多做基础研究,多做引领性的工作,这样中国的科研才会强。

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6.20  清华大学出版社-施普林格纳米研究论坛

男神杨培东获得了nano research奖(帅到爆)。随后男神做了自己的系统性工作的科研成果:CO2+H2O+Sunlight→Chemical Fucls +O2。杨男神的工作主要集中在人工光合租用的研究,真正的在引领者潮流,是我等楷模。

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李亚栋院士做了单个Co原子和氮掺杂多孔碳催化ORR的研究;

崔屹教授做了tuning of catalysts 的报告,介绍了将研究电池的思路引入到催化中去;江雷院士做了Smart interfacial materials from super-wettability to binary cooperative complementary systems的报告,江院士提出了两点:科学家的终极目标就是寻找一句属于自己的话,这句话具有独特性和社会性,是一种标签;此外,三维空间研究材料还不够,还要考虑进时间的维度(江院士已经将科学做到了哲学境界)。Chia-Kuang(Frank)Tsung教授做了催化剂在MOF里的可控封装的报告;彭笑刚教授做了量子点的表面和配合化学的报告。戴黎明老师介绍了用1D和2D高分子合成3D碳材料的报告;郑南峰教授介绍了纳米材料的表面协同化学;孙守恒教授介绍了调控纳米粒子有效电催化方面的工作;陈立桅研究院介绍了扫描探针显微镜在能源器件方面的应用;黄嘉兴教授介绍了一种独特的用数据过程算法制备纳米材料的方法(小编会告诉你是用蓝光光碟做模板吗);张华教授介绍了贵金属颗粒的单相控制合成;段镶峰教授介绍了2D电子器件:机遇与挑战的报告;胡征教授做了碳基纳米材料在能量存储于转换方面的应用的报告。

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听了众多前辈的报告,小编受益良多,总结如下与大家分享:我们需要静下心来,做有用的科研,做基础研究和引领性的工作;做科研要抓最主要的问题,迎难而上;做科研要多想,勤于思考,不要用战术上的勤奋掩盖战略上的懒惰。

总之,做纳米,少点灌水,多点真诚,祖国的科技强国重任在我们身上负担着。

感谢与会大牛带来的科研盛宴,也感谢大会主办方辛勤的付出,感谢清华大学提供参会名额。

本文由材料人新能源学术小组 材料小兵 供稿,材料牛编辑整理。参与新能源话题讨论请加入“材料人新能源材料交流群 422065952”,若想参与新能源文献解读和文献汇总、新能源知识科普和深度挖掘新能源学术产业信息,请加qq 2728811768。

 

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