科研征程奋力前行 不惜付出喜摘硕果
——记国家“青年千人计划”特聘专家、华中师范大学教授朱成周

2018-12-18 07:52
海峡科技与产业 2018年6期
关键词:华中师范大学纳米材料电化学

科研征程漫漫,只有勇敢执着、积极进取的科研人士才能攀登上科研的高峰,也只有为了科研事业殚精竭虑、不惜付出的科研人士,才能获得璀璨的科研成果,成为科研领域的精英。

华中师范大学化学学院教授朱成周,就是这样一位勤勉于科研的斗士。他长期从事纳米材料合成及自组装、纳米生物传感器、多功能纳米材料、电化学水分解(产氢和产氧)以及燃料电池等多领域的研究,取得了卓越的科研成果,为我国的科研事业贡献出了自己的力量。

朱成周教授(右三)

开阔视野 发现独到

2007年7月在山东师范大学获得本科学位之后,朱成周进入中国科学院长春应用化学研究所,开始硕博连读,主要进行小分子纳米电催化及传感研究。此时,国际著名电分析科学家董绍俊院士对他起到了很大的影响。学识渊博、工作严谨的董绍俊院士,不仅使他树立了端正的科研态度,还为他的科研进行了热忱的指导,这使他大受裨益。

2013年3月至2014年4月,朱成周任德累斯顿工业大学德国洪堡学者,从事课题“多孔金属纳米材料的设计合成及其在电化学中的应用”的研究。在德国德累斯顿工业大学期间,朱成周与纳米材料领域知名专家Alexander Eychmüller教授合作从事博士后研究。之后在美国华盛顿州立大学与全球高被引科学家林跃河教授进行合作,致力于纳米材料在生物分析和可持续能源转换与储存领域的应用研究。

在国际性、开放性的大科研平台上,朱成周开阔了自己的学术视野,丰富了自己的专业知识。特别是在美国华盛顿州立大学期间,因为突出的成绩,朱成周被提升为助理研究教授。

2017年11月和2018年2月,朱成周分别入选湖北省“楚天学者”和中组部第十四批“青年千人计划”。2018年4月,他开始任华中师范大学化学学院教授,致力于纳米传感与催化课题的研究,从此开始了在华中师范大学化学学院的教育以及科研事业。

只有善于探索发现,才能明白科研的真谛。在科研中,一贯细心严谨的朱成周意识到,无机纳米粒子的可控自组装是实现其在宏观尺度实际应用的最好的途径。金属气凝胶代表着一类新型的、桥联纳米尺度和宏观维度的超轻型整体性金属材料。这种气凝胶材料的分散介质是气体,作为凝胶网络骨架的固体相及网络的孔隙结构均为纳米级别。其发达的孔隙、超低的密度以及优异的导电特性赋予其在能源、环保以及催化等领域广阔的应用前景。尤其是结合金属纳米材料良好的电催化性能,金属气凝胶材料在电化学能源领域引起了研究人员的广泛关注,是近年来的研究热点。与目前经典的无机气凝胶溶胶,如硅气凝胶和碳气凝胶相比,构筑金属气凝胶的合成方法亟待拓展,其应用研究也处于起步阶段。因此,发展新的合成策略无论是对其大规模的制备还是随后的应用都是新的挑战。

探索科研 聚焦前沿

富于探索精神的朱成周,与合作者对传统NaBH4水相还原体系进行了积极的探索,在无保护剂存在下实现了纳米晶的可控组装。经过研究,他发现提高反应温度并引入过渡金属能够加速成胶动力学,构建含有过渡金属的CuM一类双金属水凝胶/气凝胶。这进一步拓展了金属气凝胶的制备合成。合成的PdCu较商业化Pd/C对乙醇的电化学氧化显示的催化活性更为显著。

对科研的独到发现,让朱成周体会到了科研的无穷乐趣。怀着对科研的满腔热情,他坚持不懈地对科研进行着孜孜不倦的探索。

有了初步的成功,朱成周心里充满了信心和希望。紧接着,他提出了特定形貌、复杂组分的多金属水/气凝胶的精确合成新方法,实现了具有核壳、孪晶结构和金属间化合物等结构丰富的功能性纳米材料。

在朱成周的不断努力下,研究体系得以拓展扩大。他不仅调控过渡金属前驱体的还原动力学,还构建了过渡金属的类气凝胶体系,合成的NiFe类气凝胶在电解水的活性和稳定性方面也有着极大的应用价值。这些研究促进了贵金属纳米粒子的可控组装、新型气凝胶和三维多孔纳米材料的快速发展。

追随时代发展的步伐,时刻走在科研的前列,是许多科研人士的愿望。不甘落后积极进取的朱成周也是如此。为了把握科研发展的脉搏,朱成周的目光紧紧地盯着国际前沿,他把多孔纳米材料与单原子催化结合起来,构建性能优异的氧还原电催化剂。

朱成周与合作者首次利用水热方法合成了具有单原子催化属性的Fe-N共掺杂的碳纳米管气凝胶,取得了较商业化Pt/C催化剂更优的氧还原活性和稳定性。在构筑多孔结构的同时,他们在单原子金属的配位结构的调控以及单原子活性位点的本征活性的提高等方面的研究也有了很大的进展。

取得成就 继续前行

在长期的科研中,朱成周积极努力,坚持不懈,努力开拓。他不仅主持完成了德国洪堡博士后项目,作为骨干还参与了3项美国科学基金项目。

投身于科研实践的朱成周,还把自己的科研经验和独到见解形成于文,取得了一定的学术成果。他在《化学评论》《先进材料》《德国应用化学》《先进能源材料》《分析化学》等国际著名学术期刊上发表学术论文130余篇。并发表了专著《基于功能石墨烯的纳米材料:合成、电化学界面调控和相关应用》。

朱成周撰写并发表的这些优秀论文被许多期刊论文正面引用7400余次,h-index为41,其中有15篇入选高被引论文。这些学术成果受到了科研界的高度关注,朱成周也因而成为同行关注的焦点。

每天忙于科研的朱成周,不仅是华中师范大学化学学院的教授,并且还担任着《先进材料》《先进能源材料》《能源环境科学》等多家出版社旗下学术期刊的独立通讯评审人和仲裁评审工作。

品味着科研的苦与乐,朱成周虽然每日繁忙,但是他心里很坦然。他明白,只有不断地探索科研的奥秘,才能攀登上科研的高峰,一览科研旖旎的风景。正因为如此,他会一如既往地行进在科研的道路上,无怨无悔。

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