Nanoscale
Horizons
孙鹏展
🇨🇳🇲🇴 澳门大学
应用物理及材料工程研究院 助理教授
入选工作
Catalytic selectivity of nanorippled graphene Yu Liu‡, Wenqi Xiong‡, Achintya Bera* (🇬🇧 曼彻斯特大学), Yu Ji, Miao Yu, Shi Chen, Li Lin, Shengjun Yuan* (袁声军，🇨🇳 武汉大学) and Pengzhan Sun* (孙鹏展，🇨🇳🇲🇴 澳门大学) Nanoscale Horiz., 2024, 9, 449-455
https://doi.org/10.1039/D3NH00462G
对话 · 孙鹏展教授
自 2012 年开始攻读博士学位以来，我的研究方向主要聚焦于对强限域条件下的分子和离子传输行为的实验理解（此类强限域条件是通过构建二维晶体组装体得到的）。
我的第一篇工作发表于 2013 年，即我攻读博士学位的第一年；具体而言，我们通过薄膜自组装（例如，真空抽滤法）将单层氧化石墨烯片相互堆叠组装为层状膜，并且研究了该层状膜的选择性离子渗透行为。虽然实验结果表明这种膜对不同离子的选择性较为不错，但我脑海中浮现出一个相当基本的问题，那就是以往普遍认为是“完全不透”的石墨烯晶格的渗透性如何？
完成博士学位后我前往了曼彻斯特大学，与 Andre Geim 教授一起研究这个问题。然后我们在 2020 年发表了一篇 Nature 论文，表明分子氢可以反常穿透石墨烯晶格，而较小且通常渗透性更强的氦原子则不能。这种异常的氢传输机制涉及到石墨烯纳米波纹上氢分子的解离，这样会产生吸附氢原子／质子，后者接着在石墨烯晶格上发生镜像翻转。这一氢解离步骤清楚地表明了纳米波纹石墨烯具有令人意外的催化活性。后来我们通过实验证实了这种强催化活性，结果表明在二维材料中引入纳米尺度的结构非平坦性可为其催化性能调控提供新的自由度。
该篇论文 (Nanoscale Horiz., 2024, 9, 449–455）是我们在这一研究领域取得的新进步，表明除了高催化活性外，纳米波纹石墨烯还对涉及氢的反应具有出色的催化选择性。
为了在将来拓展该篇工作，我们可以测量更多反应的催化活性和选择性，也可以进一步依据目前所得结果，探索使用强限域空间进行储氢的可能性——例如使用含有单层（其表面的纳米波纹用于催化氢解离）和多层（其层间的强限域空间用于存储解离后的氢吸附原子）石墨烯的混合粉末来实现氢分子的解离以及进一步的存储。
Nanoscale Horizons 是一本引领性的期刊，发表质量极高和具有创新性的纳米科学与技术成果。该刊的一大独特之处在于它对原创性研究的强调——所谓的原创性研究需要展现出新的概念或新的思维方式。
我们所发论文的主题强调了一项全新的概念，即与平面石墨烯和石墨不同的是，纳米波纹石墨烯具有很强的催化活性和选择性。这种意想不到的特性此前从未被报道过，我相信 Nanoscale Horizons 是发表这一新概念的理想平台。
What aspect of your work are you most excited about at the moment?
这项工作最令人兴奋的方面之一是，我们用于研究的所有样品（单层石墨烯粉末）都是直接从市场上购买的，无需进一步纯化或处理。单层石墨烯粉末可以大规模制备。这将为我们从实验室规模的实验扩展到工业化规模的应用提供了强大的潜力。
首先，如何控制石墨烯膜中纳米波纹的数量密度和曲率，从而预测和调节催化活性／选择性？ 第二，如何实现解离氢原子的快速吸附／脱附，以便基于纳米波纹石墨烯和其它的空间限域性材料（如层状晶体、MOF、COF 等）开发出新的储氢系统。
What do you find most challenging about your research?
我当前的研究方向主要涉及微器件制造，目标是构建一套相对简单且可解释的系统，以便能对处在精准设计的极端限域条件下的分子输运以及表面或限域空间中的相关反应开展直接的研究。
然而，将在微观尺度上观察到的令人兴奋的结果扩展至宏观尺度是一个挑战，这是因为在使用微观构件制造宏观样品时可能会出现不可预测的因素，这可能会淹没微观尺度下的观察结果。
In which upcoming conferences or events may our readers meet you?
我非常高兴在即将召开的会议上与我们的同行和读者见面，例如英国皇家化学学会举办的活动以及 2024 北京石墨烯论坛、2025 石墨烯周和 MRS 春季和秋季会议等。
How do you spend your spare time?
闲暇时我喜欢运动（例如骑单车和去健身房健身）、听音乐、参观画廊和博物馆，也喜欢戏剧和读书。
我想分享与 Nanoscale Horizons 办刊目标类似的智慧，那就是努力做到标新立异，而不是仅专注于对已有成果的改良。
以上内容英文原文请见：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2024/nh/d4nh90070g
期刊介绍
rsc.li/nanoscale-horizons
Nanoscale Horiz.
| 2-年影响因子* | 8.0分 |
| 5-年影响因子* | 8.8分 |
| 最高 JCR 分区* | Q1 材料-多科学 Q1 纳米科学技术 Q2 化学-物化 |
| CiteScore 分† | 16.3分 |
| 中位一审周期‡ | 41 天 |
Nanoscale Horizons 是纳米科学与技术领域的领导性期刊，发表高质量、高创新性的研究成果。该期刊侧重于原创性研究，强调所发表的论文要提出新的概念或新的思维方式（概念上的进展），而不是以报道技术方面的进展为主。当然，在概念上未有创新但实现了突破性进展的杰出工作（例如材料性能突破已有纪录）也有被发表的机会。另外，该刊要求所发表的论文能引起纳米科学与技术各领域读者的广泛兴趣。该刊由英国皇家化学会同中国国家纳米科学中心共同出版。
Chair
Katharina Landfester
🇩🇪 马克斯普朗克聚合物研究所
Scientific editors
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Editorial board members
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* 2022 Journal Citation Reports (Clarivate, 2023)
† CiteScore 2022 by Elsevier
📧RSCChina@rsc.org
