深圳北理莫斯科大學(xué)王牌專業(yè)好不好？在納米尺度穿針引線！

從石器時(shí)代的打磨燧石，到硅基時(shí)代的芯片蝕刻，再到如今新能源時(shí)代的原子重組，材料科學(xué)始終扮演著“造物主”的角色。它是一門在納米尺度上“穿針引線”的藝術(shù)，試圖通過改變物質(zhì)最細(xì)微的結(jié)構(gòu)，來撬動(dòng)宏觀世界的巨大能量。

在這場(chǎng)關(guān)于“物質(zhì)密碼”的破譯競(jìng)賽中，深圳北理莫斯科大學(xué)正以其獨(dú)特的“混血”基因，在微觀世界里掀起一場(chǎng)靜悄悄的革命。它不生產(chǎn)物質(zhì)，但它設(shè)計(jì)物質(zhì)的靈魂；它不直接制造能源，但它為能源的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化提供了無限可能。

深北莫的材料科學(xué)與工程專業(yè)，便是這場(chǎng)革命的核心引擎。它并非傳統(tǒng)意義上的單一學(xué)科堆砌，而是基于莫斯科大學(xué)在化學(xué)、物理與材料力學(xué)三大基礎(chǔ)學(xué)科優(yōu)勢(shì)建立起的“超級(jí)綜合體”。在這里，材料不再是冰冷的金屬或塑料，而是被賦予了生命的智能載體。近日，材料科學(xué)系程俊業(yè)副教授團(tuán)隊(duì)與Sergey V.Ryazantsev副教授團(tuán)隊(duì)的最新突破，便是這一學(xué)科實(shí)力的最佳注腳。他們?cè)?strong>國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Journal of Materiomics》和《Energy&Environmental Materials》上發(fā)表的重磅成果，如同兩把鑰匙，分別打開了高效電解水制氫和下一代鋰硫電池的大門。

在堿性電解水的過程中，如何讓氫氣和氧氣更高效地分離，一直是困擾科學(xué)界的難題。程俊業(yè)團(tuán)隊(duì)與俄方合作伙伴就像兩位精明的“廚師”，通過對(duì)“火候”的精準(zhǔn)控制，烹飪出了兩種截然不同的“佳肴”——富硫和貧硫的非晶鈷基電沉積催化材料。

他們發(fā)現(xiàn)，在非水體系中制備的富硫材料，就像是一位激進(jìn)的舞者，在堿性條件下能迅速轉(zhuǎn)化為活性氧羥化物，極大地促進(jìn)了析氧反應(yīng)；而水體系制備的貧硫材料，則更像是一位沉穩(wěn)的智者，保留了硫化物的特征，對(duì)析氫反應(yīng)情有獨(dú)鐘。這一發(fā)現(xiàn)，揭示了鈷硫體系在反應(yīng)中的動(dòng)態(tài)表面演化規(guī)律，為未來設(shè)計(jì)更高效的清潔能源催化劑提供了全新的“導(dǎo)航圖”。

如果說前者是對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的精細(xì)雕琢，那么另一項(xiàng)關(guān)于“高熵氧化物”的研究，則是對(duì)物質(zhì)穩(wěn)定性的哲學(xué)思考。在鋰硫電池這一被視為“圣杯”的儲(chǔ)能領(lǐng)域，多硫化物的穿梭效應(yīng)一直是阻礙其商業(yè)化的頑疾。研究團(tuán)隊(duì)引入了“熵驅(qū)動(dòng)相穩(wěn)定”這一前沿概念，利用高熵氧化物多組元協(xié)同、晶格畸變和缺陷可調(diào)的特性，構(gòu)建了一個(gè)堅(jiān)固的“原子牢籠”。這種材料憑借其獨(dú)特的熱力學(xué)優(yōu)勢(shì)，能夠有效吸附多硫化鋰，抑制穿梭效應(yīng)，并催化氧化還原反應(yīng)。這不僅提升了電池的循環(huán)穩(wěn)定性，更為下一代高能量密度儲(chǔ)能器件的設(shè)計(jì)提供了極具前瞻性的思路。

這些看似高深莫測(cè)的科研成果，實(shí)則是這所學(xué)府“王牌專業(yè)”日常教學(xué)的縮影。作為廣東省重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科和省級(jí)一流本科專業(yè)，這里匯聚了俄羅斯國(guó)家科學(xué)院通訊院士、全球前2%頂尖科學(xué)家等學(xué)術(shù)大咖。

他們并非高高在上的理論家，而是帶領(lǐng)學(xué)生沖鋒陷陣的領(lǐng)路人。學(xué)校擁有新型電池材料研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、應(yīng)用納米光子學(xué)研究平臺(tái)等多個(gè)頂尖科研平臺(tái)，讓學(xué)生在本科階段就能接觸到QLED材料、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池、固態(tài)電池電解質(zhì)等最前沿的課題。

更有趣的是，這里的材料科學(xué)并非閉門造車，而是充滿了跨界的張力。從尹勇明副教授團(tuán)隊(duì)死磕Micro-LED全彩顯示技術(shù)，讓未來的AR眼鏡色彩絢爛，到葉曙龍副教授團(tuán)隊(duì)為低空飛行器定制“超級(jí)心臟”，再到于洋講師團(tuán)隊(duì)尋找綠電制氫的“氫鑰匙”，這些研究涵蓋了從光電顯示到航空航天，從清潔能源到智能制造的廣闊領(lǐng)域。這種“寬口徑、多學(xué)科交叉”的培養(yǎng)模式，使得畢業(yè)生不僅掌握了材料設(shè)計(jì)的理論武器，更具備了將實(shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的工程思維。

在這個(gè)被芯片和代碼定義的時(shí)代，材料科學(xué)或許隱于無形，但它托舉著人類文明的全部重量。深圳北理莫斯科大學(xué)的材料科學(xué)與工程專業(yè)，正以其深厚的學(xué)術(shù)底蘊(yùn)和硬核的科研實(shí)力，培養(yǎng)著一群能夠破解“物質(zhì)密碼”的魔法師。

他們站在巨人的肩膀上，用原子搭建未來，用材料改變世界，在通往科技巔峰的道路上，書寫著屬于自己的傳奇篇章。