全球百名顶尖材料学家7人出自中科大 为何中国材料工业还落后?

极科网 2018-09-10
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新材料

材料的发展不断改善着人们的物质生活,是我们的生活在环保中多彩绚丽,使我们的住行更加舒适快捷。材料科学是一门重要的科学,全世界每个国际都十分重视材料科学的研究发展,不断涌现出伟大的科学工作者,中国的材料学家魏炳波、才鸿年等研究成果也是全球著名的。

汤森路透集团曾于2011年3月2日发布了2000-2010年全球顶尖一百材料学家名人堂榜单,在这份依据过去10年中所发表研究论文的引用率而确定的最优秀的100名材料学家。榜单中,共有15位华人科学家入选,其中榜单前6位均为华人,美国加州大学伯克利分校教授杨培东位居第一。以下为上榜华人详细名单:


全球百名顶尖材料学家7人出自中科大 为何中国材料工业还落后?

全球顶尖一百材料学家名人堂华人科学家榜单


据极科网统计,按本科院校划分,15名华人科学家中毕业于中国科技大学共有7位,清华大学、南京大学、华中科大、兰州大学各1位,其余毕业于美国及中国台湾地区的大学。下面我们来具体介绍排名前二十且本科毕业于中国大陆院校的科学家们。

杨培东


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2018年杨培东在苏州工业园区进行演讲

榜单排名第1,1971年8月出生于江苏省苏州市,1993年获得中国科技大学应用化学学士学位,1997年获得哈佛大学化学博士学位,1999年进入美国加州大学伯克利分校化学系任教,先后担任助理教授、副教授、终身教授,2014年出任上海科技大学物质科学与技术学院院长,2016年5月当选美国国家科学院院士。

杨培东主要研究内容为一维半导体纳米结构及其在纳米光学和能量转化中的应用,包括人工光合作用、纳米线电池、纳米线光子学、纳米线基太阳电池、纳米线热电学、碳纳米管纳米流体、低维纳米结构组装、新兴材料和纳米结构合成和操控 。

比零碳排放更进一步的是未来要达到碳循环的平衡,人工光合作用是实现这个目标的一个有效途径。杨院士在伯克利的团队经过十几年研发实现了太阳能到化学能的转化验证,2014年真正实现了第一代人工光合作用转化,转化效率与自然界植物处于同一水平。经过几年优化,如今可以达到8-10%的转化效率,远高于自然界的植物。

杨院士开创的硅纳米导线则在锂电池电极添加剂方面得到了大规模应用;同时在废热发电方面,未来在如发电厂、炼钢厂废热,甚至汽车排气孔附近的废热都具有巨大的市场空间。


殷亚东


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殷亚东教授在天津师范大学作报告


榜单排名第2,出生于江苏,1996年于中国科技大学获得学士学位,1998年于中国科技大学获得硕士学位,2002年于美国华盛顿大学获博士学位(导师为夏幼南教授),之后在美国加州大学伯克利分校与劳伦兹伯克利国家实验室工作,现为美国加州大学河滨分校终身教授。

殷亚东教授在新型纳米材料的合成、表征、功能化及其在光子晶体印刷术等领域的应用等方面取得了杰出的成就。

夏幼南


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榜单排名第4,1965年出生于江苏省靖江,1987年获中国科学技术大学学士学位,1987-1990年在中科院福建物质结构研究所攻读博士学位,1996年获哈佛大学化学与化学生物系博士学位。在2005年荣获美国化学会贝克兰奖,在2013年获得美国化学会材料化学奖,在他之前,还没有华人获得过这两个奖项。

夏教授主要研究领域是纳米结构材料,发明和发展了软刻技术,使用弹性材料作为模子或印章来制作纳米及亚微米结构。

主要工作创新点包括:(1)将图形化技术发展到功能高聚物的加工与应用。使用具有连续网状的管道结构的弹性模板,制备不同图形的聚合物无支撑薄膜,文章发表在《Nature》上。(2)发现了一种新的控制生长微观图形化的定向阵列的介孔(mesoscopic)SiO2的方法。该方法可以用来在非导电性的基片上制备定向排列的、具有任意微观结构的介孔管(mesoporous channels)。文章发表在《Nature》上。(3)发展了一种新的微刻(microcontact printing)方法。将微刻技术发展到亚微米范围而不需高分辩率的光刻技术,利用反应液在固体表面可控制的活性扩展,降低通过微刻技术制得的结构的尺寸。文章发表在《J. Am. Chem. Soc.》上。软刻技术能制作的最小结构在30nm, 而目前用光刻能制作的最小结构在于250nm左右,因此这种技术可望用于末来的纳米电子元件的制作,将提供更小的,更快的三极管及其它电子元件。另外,此技术还可以用于曲面结构的制作和其他材料微加工,这对现代科学技术特别是对信息工业和微电子、光电器件的制备具有非法重要的意义。

孙玉刚


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2017年在合肥微尺度物质科学国家研究中心学术交流


榜单排名第5,出生于山东,1992年考入中国科学技术大学,1996年、2001年分别在中国科技大学获得学士与博士学位,2006年开始在美国阿贡国家实验室(ANL)纳米材料研究中心从事独立研究工作,目前是终身研究员,纳米材料合成实验室负责人。

孙玉刚教授多年从事新型金属纳米材料的构筑以及应用研究,近年来在贵金属纳米颗粒的控制合成、纳米金属空心结构的形成与演化、柔性可伸展纳米电路及器件以及新型柔性氢气传感器的研制等领域取得了创新性科研成果。

吴屹影


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榜单排名第6,1976年出生于安徽屯溪,1998年毕业于中国科学技术大学化学物理系,2002年获美国加州大学伯克利分校博士学位(导师:杨培东教授),随后在加州大学圣塔芭芭拉分校生物化学系做博士后研究,现为美国俄亥俄州立大学化学系终身教授。

吴教授主要从事能源转换和存储的材料合成以及界面研究。他是单电子K-O2电池的发明者;作为是太阳能电池领域的先驱者有效的将太阳能收集与储能相结合。研究成果颇丰,是国际知名的年轻学者。


段镶锋


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段镶锋与妻子黄昱被誉为纳米界的“神雕侠侣”

榜单排名20,1977年出生于湖南武冈,1992年考入中国科学技术大学少年班,1997年本科毕业后前往美国哈佛大学学习,先后获得化学硕士学位、物理化学博士学位,2008年进入加利福尼亚大学洛杉矶分校工作,先后担任助理教授、终身副教授、终身教授,2013年被聘为湖南大学特聘教授,2018年入选2017年度长江学者奖励计划讲座教授。

段镶锋的研究领域主要为纳米材料和器件,以及它们在电子学、能源领域和生物医疗领域的应用。段镶锋课题组通过精确控制生长排列整齐的纳米线,得到了高速的石墨烯晶体管和二硫化钼晶体管,并成功设计了垂直堆积的二维材料异质结,得到了柔性的垂直场效应薄膜晶体管,为该领域的研究者提供了极具价值的思维和指导。通过二维的石墨烯材料来设计得到三维多孔石墨烯框架的思路,为超级电容器领域提供了重要的启发。利用石墨烯和分子之间的共轭作用,取得的石墨烯材料在生物催化及传感上的应用 。2001年,与黄昱合作完成的纳米成果被Science评为2001年世界十大科技进展,并名列榜首。

众所周知,我国的材料制造业与美国相比处于总体上的弱势地位。在传统金属材料上,我国与德国和日本这两个传统材料强国间也还有一定差距。为什么中国大陆能培养出全球顶尖的材料学家,可自己的国家材料工业水平那么落后呢?

这是因为这些顶尖的华人科学家大多选择了美国国籍并留在美国工作。科学不分国籍,但科学有专属。近些年,随着国家对科技的高度重视,回归祖国的科学家越来越多。以上材料科学大咖已逐步在国内合作建立的实验室或者研发研究所,有的机会也有回国的打算。

事实上,很多华裔科学家愿意回国,本身是中国飞速发展的结果,中国甚至可以提供比美国还要好的待遇,而不像当年杨振宁的实验室比中国所有的加一起都要好,这种情况下科学家自然愿意回国,祖国和人民欢迎科学家都回国贡献。




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