当前位置:首页  新闻动态

热烈祝贺!学会副理事长郭万林院士团队获得2023年度国家科学技术奖

时间:2024-06-24作者:编辑:审核:阅读:300

6月24日,2023年度国家科学技术奖在京揭晓,学会副理事长郭万林院长团队的“基于固液界面力电耦合的水伏效应”项目获得国家自然科学奖二等奖,团队成员包括殷张助华仇虎李雪梅

郭万林院士团队发现了一系列通过纳米结构材料与雨滴、波浪、水蒸发等形式的水直接相互作用产生电能的水伏效应,开辟了从无所不在无时不在的自然水循环过程中捕获电能的零碳、负热排放的全新途径。被国际同行评价为“拓展了动电效应两百年的理论”、“开创性工作”,催生了国际研究新领域——水伏学。主要科学发现为:

(一)揭示了固液界面双电层边界运动生电新机制,拓展了经典动电理论。发现了液滴在石墨烯表面运动发电的“拖曳势”和液面沿石墨烯波动发电的“波动势”两种新的动电效应,提出了双电层边界运动驱动石墨烯中电子运动而产生电的新动电机制和理论,发展了基于固液界面力电耦合的表面运动传感、雨滴和波浪能量收集等技术。被英国皇家物理学会nanotechweb和中国科学院院士刘忠范先后专题评论为“拓展了动电效应两百年的理论”、被美国工程院院士M. S. Strano评价为“开创性工作,激发了一系列后续工作,提出的机制被推广应用到多种材料”。

(二)提出了纳米结构材料与水直接相互作用生电的“水伏效应”概念,推动了“水伏学”的诞生。基于经典的流动势和项目组发现的拖曳势、波动势和水的自然蒸发生电现象等提出了纳米结构材料与水直接相互作用生电的水伏效应概念,系统分析了水伏效应机理,构建了以水为媒介从地球水循环的各个环节俘获能量发电的水伏技术理念,显著拓宽了绿色能量转换途径。被《Nature Nanotech.》封面以“水伏学:从水获电的新途径”荐,并配以编者按,指出“通过材料与水的直接相互作用发电正在浮现并变得有竞争力”、“蒸发发电最有趣之处在于无需输入机械能”

(三)预测了受限水的电致融化及电控输运机制,深化了对固液界面力电耦合及调控的认知。发现施加法向电场可使二维受限冰相变为水的“电致融化”行为,颠覆了“电场总是促进结冰”的传统认知,被国际期刊《Phys. Chem. Chem. Phys.》副主编P. K. Maiti团队评论相比电致成冰这一普遍现象,电致融化最近引发关注”,被国际学者广泛跟进研究,并在多篇论文题目中采用项目组提出的电致融化这一新词;发现因热涨落效应,点电荷修饰的仿生水通道呈现与由带电氨基酸调控的天然生物水通道一致的水分子单链输运特性,得到《Nature Nanotech.》专题通讯评论的充分肯定。

该系列研究促进了力学、物理、化学等学科的交叉融合,开拓了基于固液界面力电耦合的能量转换新途径和学科发展方向,提出的水伏效应输出功率短短几年提升36个数量级,初现技术变革端倪。

 


分享: