【导师推荐】西北工业大学吴宏景教授

文摘   科学   2024-08-06 16:20   湖南  
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团队及个人简介


吴宏景,男,浙江衢州人,西北工业大学物理科学与技术学院教授、博士生导师,基础物理中心副主任,国际先进材料协会(IAAM)会士(Fellow)。课题组现有教授1名、副教授1名、博士后1名、博士11名、硕士17名。围绕新型吸波材料领域,近5年以第一/通讯作者在国际顶级期刊发表论文46篇,其中材料领域期刊Advanced Materials 4篇、Advanced Powder Materials 2篇、Advnced Functional Materials 17篇(1篇入选封面)、Cell Reports Physical Science 2篇、Small 9篇、Small Methods 1篇、Small Structures 1篇,综合领域期刊Advaced Science 6篇、iScience 3篇,环境领域期刊Applied Catalysis B:Environmental 1篇,研究成果引起了科技界的广泛关注,受到MaterialsViews China、Advanced Science News、Advances in Engineering、Medicine Innovates等国内外媒体网站报道,30篇入选ESI高被引论文,10篇入选ESI热点论文,谷歌学术引用15000多次,H因子74;以第一发明人公开发明专利7项,已授权4项;主编Wiley出版社英文专著《Electromagnetic Wave Absorbing Materials Fundamentals and Applications》及校级规划教材《设计性物理实验教程》各1部,参编专著章节5章。


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主要研究方向及在研项目

围绕新型吸波材料的设计制备及全面性能提高这一涉及国家战略安全的重大科技难题,长期从事新型吸波材料的设计制备、物理机制、成果应用等三个方面的基础研究。近5年,主持国家自然科学基金面上项目、青年项目及华为、中铝横向科技课题等10余项,其中在研项目5项。


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获得的荣誉及奖励

· 2024年获陕西高等学校科学技术研究优秀成果一等奖(排名第一);

· 获英国物理学会(IOP)出版社2020年“中国高被引文章奖”;

· 中国物理学会2021年“最有影响论文奖”一等奖;

· Cell press物质科学领域2022年度最受欢迎中国论文奖;

· APM 2023年度“优秀论文”;

· Wiley出版社2022-2023年“Top Downloaded Article”与“Top Cited Article”;

· 2017、2018年入选英国皇家化学会期刊“Top1%高被引中国作者”榜单;

· 2022、2023连续两年入选“全球前2%顶尖科学家”;

· 入选国际先进材料协会(IAAM)会士(Fellow);

· 指导的本科生获“中国国际大学生创新大赛(2023)”国赛金奖。


04

最新研究成果展示

1. Advanced Materials

原文链接:

https://doi.org/10.1002/adma.202304182

陈庚,吴宏景等,超声场诱导晶界缺陷多、结晶性好的CuS电磁波吸收体的研制



在这项研究中,利用超声场构建了一系列具有不同阴离子前体的CuS纳米粒子。研究发现,硝酸铜与超声场合成的CuS(UNCu)在3.5 mm时的有效吸收带宽(EAB)达到最大值 10.24 GHz,比不含超声场的CuS(WUNCu)高出 228.6%。此外,UNCu的最小反射损耗(RLmin)达到了-62.86 dB。使用带有USF的氯化铜(UCCu)合成的CuS表现出明显的偏振弛豫保持现象,在填充率相当低(10 wt%)的情况下,EAB 达到 3.92 GHz。因此,这项研究为制造高性能半导体电磁波吸收器提供了一种范例,并揭示了CuS纳米粒子对含有不同阴离子的USF 的响应机制,以及晶界处缺陷累积对偏振弛豫保持的积极影响。


2. Advanced Materials

原文链接:

https://doi.org/10.1002/adma.202305586

赵泽昊,吴宏景等,跨学科研究推动微波吸收的发展


本工作回顾了吸波材料的发展历程,对于吸波材料目前的瓶颈问题提出了潜在的解决方案,包括多尺度机制探索、表征技术迭代、液体介质的创新应用、机器学习的运用以及基于终端需求的定向开发等。随着智能时代的来临,物联网、人工智能和元宇宙等新兴技术正在改变人们的生活和思维方式,这对吸波材料的应用提出了新的要求。当前,吸波材料已经开始在肿瘤治疗、微传感器、远程致动器等领域展现出巨大潜力,这些新的应用可以被归类为第三代智能吸收材料。这一研究方向涵盖了医学、力学、电子学、光学和材料科学等多个领域,与过去主要关注传统要求(如薄、轻、宽、强)的研究有着明显不同,有望更好地实现对电磁波的有效利用。智能吸波材料目前仍处于起步阶段,本工作根据当前的研究报道,提出了前瞻性观点,探讨了未来研究的方向和重点。


3. Advanced Materials

原文链接:

https://doi.org/10.1002/adma.202305586

高振国,吴宏景等,自组装沸石咪唑酯框架/MXene纳米复合材料中的内置电场调控用于微波吸收


本工作提出了一种新型静电自组装方法构建了一系列具有可调内建电场(BIEF)的沸石咪唑酯骨架(ZIF)-MXene及其衍生Co@TiO2纳米复合材料。通过调节ZIF的拓扑结构实现了BIEF强度的调控,从而改变了空间电荷分布,促进了电子迁移,增强了界面极化弛豫损耗,从而产生出色的电磁波吸收性能(反射损耗-47.35 dB,有效吸收带宽6.32 GHz)。这项工作为从实验和理论上构建和分析极化损耗提供了一种全新的策略。


4. Advanced Materials

原文链接:

https://doi.org/10.1002/adma.202205376

赵泽昊,吴宏景等,水/有机/离子凝胶:“可控”电磁波吸收器


在这项研究中,将强极性水、DMSO/水混合物和高导电性1-乙基-3-甲基咪唑乙基硫酸盐([EMI][ES])固定在介电惰性聚合物网络中,形成了水凝胶、有机凝胶和离子凝胶等不同类别的凝胶。研究结果表明,这些凝胶的介电特性与固定液体的极性、离子电导率及非共价相互作用之间存在高度相关性。具体而言,具有高介电常数的水凝胶展示出优异的屏蔽性能,其屏蔽效能超过20 dB。而在厚度为2.5±0.5 mm的条件下,具有中等衰减能力和阻抗匹配特性的有机凝胶能够在X波段(8.2-12.4 GHz)实现全吸收。此外,通过显著的离子电导损耗,离子凝胶在2.2 mm厚度时的有效吸收带宽范围为10.79-16.38 GHz。总之,这项工作为开发高效、可定制和低成本的功能性吸收器提供了一种新颖的思路。


5. Advanced Powder Materials

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.apmate.2024.100180

温佳明,吴宏景等,等离子体诱导的微观因素动态耦合协同促进过渡金属二硫化物吸收剂的电磁损耗耦合


在本研究中,我们利用NaBH4溶液辅助Ar等离子体对2H-MoS2和1T-WS2进行处理。结果表明,Ar等离子体产生的高能电子及NaBH4溶液的强还原作用导致了阳离子和阴离子空位的产生,同时引发了相应的金属单原子锚定、结晶度变化和相结构转变过程,实现了缺陷、金属单原子锚定、结晶度和相结构等微观因素的协同调控。其中,经过处理的MS-D3-0.5的有效吸收带宽(EAB)为8.01 GHz,与MS-raw相比提高了319.4%。类似的,经过处理的WS-D7-1.0在厚度为1.82 mm时的EAB为6.19 GHz,显著超过WS-raw样品的性能。因此,这项工作为微观因素的协同调控和动态耦合促进电磁损耗机理研究提供了新的见解,同时为二维过渡金属硫化物吸波性能优化提供了新的途径。

6. Advanced Functional Materials

原文链接:

https://doi.org/10.1002/adfm.202212604

梁宏圣,吴宏景等,基于Ni单原子模型吸收体探索Ni 3d轨道未配对电子诱导的极化损耗


在这项研究中,采用配体聚合策略制备了稳定的Ni-SAsx/N吸收剂。通过Ni物种调制工程可以很好地定制材料的形态、成分、电导率、缺陷和电子相互作用。理论和实验结果表明,原子分散的单个Ni原子通过过量的Ni 3d轨道不成对电子诱导极化损失,有助于提高EMW的吸收性能。受益于此,具有最高Ni-SAy-Nxy>1,x>1)极性/缺陷中心的Ni-SAs3/NC在2.50 mm的匹配厚度下表现出优异的EMW吸收,有效吸收带宽为7.08 GHz。雷达截面模拟进一步证明了其作为电磁波吸收器的实际应用潜力。本研究首次揭示了微观电磁损耗机制(即传导损耗→独特极化损耗→传导损耗)的不断演变,从原子尺度的角度深入了解了吸收体的设计。


7. Advanced Science

原文链接:

https://doi.org/10.1002/advs.202307649

惠晟翀,吴宏景等,阐明高熵效应对电磁波吸收的负面影响并通过构建多相界面增强电磁波吸收


本工作提出了一种新型多相界面工程学,以消除弱异界面对高熵硫化物电磁波吸收特性的不利影响。采用简便的溶热法合成了稳定的高熵锌基硫化物和相分离的铜基硫化物。结果表明,高构型熵会导致高熵锌基硫化物中Co原子位点的电荷密度降低,Co/Ni与Fe原子间的电子交换效应减弱,从而导致电磁参数降低。正如预期的那样,高熵锌基硫化物(ZnFeCoNiCr-S)由于其有限的异面效应和较低的复介电常数而无法有效吸收电磁波。相比之下,多相铜基硫化物(CuFeCoNiCr-S)由于多相引起的界面极化损耗,特别是由CuS (1 0 5)/CuFe2S3 (2 0 0) 的特定界面引起的界面极化损耗,显示出令人满意的电磁波吸收特性(即 EAB:6.70 GHz at 2.00 mm)。此外,单相ZnFeCoNiCr-S在400 ℃热分解后转变为相分离结构。由于 FeNi2S4 (3 1 1)/(Zn, Fe)S (1 1 1) 相界面诱导的强界面极化,电磁波吸收特性显著增强(1.45 mm处的EAB为4.83 GHz)。这项研究揭示了高熵硫化物的电磁波吸收特性有限的原因,并提出了多相界面工程策略,以增强界面电荷积累和极化,实现电磁波吸收特性的优化。







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Advanced Powder Materials(先进粉体材料(英文))创刊于2022年1月,由中南大学与KeAi合作创办,粉末冶金国家重点实验室和粉末冶金国家工程研究中心承办的粉体材料领域的学术期刊。主编是黄伯云院士和Chain-Tsuan Liu院士。致力于发表国内外粉体材料领域及其交叉学科具有原创性和重要性的最新研究成果。

l 坚持高质量办刊,审稿原则“高效、双盲、严格”

l ESCI, EI, Scopus收录

l IF:28.6

l CiteScore: 33.3

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