南开大学科研团队攻关世界级难题取得突破 让“光动”飞行成为可能

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来源: 北方网 作者:晚报孙启明 编辑:付勇钧 2019-10-16 15:30:11

内容提要:“向太阳要能源!” 经过3年努力研究,南开大学化学学院教授陈永胜和物理学院教授田建国的联合科研团队,获得了一种特殊的石墨烯材料,该研究成果令“光动”飞行成为可能。日前,陈永胜被评为“天津市优秀科技工作者标兵”。

天津北方网讯:“向太阳要能源!” 经过3年努力研究,南开大学化学学院教授陈永胜和物理学院教授田建国的联合科研团队,获得了一种特殊的石墨烯材料,该研究成果令“光动”飞行成为可能。日前,陈永胜被评为“天津市优秀科技工作者标兵”。

“光直接驱动飞行”是各国科学家争相研究的难题。凭借对该研究领域敏锐的洞察力和审慎分析,陈永胜带领科研团队夜以继日展开科研攻关,终于提出了一种“三维交联石墨烯”高分子材料设计理念,以二维石墨烯为聚合单元,实现了二维石墨烯单元的直接三维交联,获得了既保持石墨烯本征结构又同时具有高导电性/高比表面及交联网络结构的石墨烯体相材料。他率先将石墨烯交联网络材料引入超级电容器储能器件中,实现了高能量密度/高循环性等优良性能,他发现这类三维石墨烯材料具有独特的高效光致电子发射机制,并基于这一机制首次实现了宏观光驱动。

实验发现,光源的波长与石墨烯材料产生的驱动力成反比,即波长越短,材料产生的驱动力越大。“这是我们了解到的,迄今为止科学界第一次用光推动一个宏观物体并实现宏观的驱动。”陈永胜说,“通过计算,500公斤的负载,如果利用基于这种石墨烯材料制备的驱动帆板,理论上获得的驱动力至少能使其达到0.09米每秒的加速度”。

国际知名学术刊物《Nature Photonics》评述道:“这一发现展现了基础物理学上的意义和其在下一代航天器驱动中的潜力。”同时,利用上述光致电子发射机制,这类材料在常温常压下合成氨和水分解制氢等方面都展现出巨大的应用潜力。陈永胜获得的上述创造性和系统性的学术成就,极大地影响并带动了相关学科领域的发展,特别是对提高我国在相关领域的学术水平做出了重要贡献。(津云新闻编辑付勇钧)

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