納米材料科學(xué)家、香港城市大學(xué)（香港城大）化學(xué)系胡曉明講座教授（納米材料）張華教授，最近膺選為歐洲科學(xué)院外籍院士（Foreign Fellow of the European Academy of Sciences）。他相信，這是對他和團(tuán)隊就納米材料相工程的跨學(xué)科研究的一個國際嘉許，對他們繼續(xù)從事相關(guān)研究帶來鼓舞作用。

歐洲科學(xué)院2003年于比利時布魯塞爾成立，旨在推廣卓越的科學(xué)技術(shù)。該院現(xiàn)時設(shè)九個分部，共有來自45個國家和地區(qū)的600多位成員，其中65位是諾貝爾獎或菲爾茲獎（被譽為數(shù)學(xué)界的諾貝爾獎）得主。這次是繼去年香港城大的學(xué)務(wù)副校長兼化學(xué)及材料科學(xué)講座教授任廣禹教授、數(shù)學(xué)系系主任兼講座教授Felipe Cucker教授、數(shù)學(xué)系講座教授楊彤教授獲選為該院院士后，再次有香港城大的杰出教授獲選。

 

張華教授：納米材料的專家

剛膺選為歐洲科學(xué)院外籍院士的張教授是納米材料的專家，學(xué)術(shù)研究的履歷表極為亮麗：

• 2014年獲選為英國皇家化學(xué)學(xué)會會士
• 2015年獲選為亞太材料科學(xué)院院士
• 于2014年（材料科學(xué)）及之后的連續(xù)5年、2015年至2019年（化學(xué)和材料科學(xué)）獲科睿唯安（Clarivate Analytics）評為論文高度被引用的學(xué)者
• 分別于2014和2015年被湯森路透（Thomson Reuters, 現(xiàn)為科睿唯安）在The World's Most Influential Scientific Minds中被列為17和 19位“Hottest Researchers of Today”之一 
• 于2016年獲文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫Scopus選為材料科學(xué)及工程學(xué)領(lǐng)域中，世界首300位論文獲最多引用的研究人員之一
• 至今共發(fā)表了約500篇論文，并在Web of Science獲得逾73,900次引用，H指數(shù)為133；而在“Google學(xué)術(shù)搜尋”已獲得逾86,800次引用，H指數(shù)為141
• ChemNanoMat（2015-）編輯委員會主席之一，也是ACS Nano（2014-）, Advanced Functional Materials（2018-）, Advanced Materials（2019-）, Carbon （2013-）, Chem（2016-）, Matter（2019-）, Nanoscale Horizons（2015-）, NPG Asia Materials（2018-）, Small（2012-）等20多種學(xué)術(shù)期刊的編委或顧問編委
• 共提出70余項專利申請（包括獲批8項美國專利）

對于這次膺選為歐洲科學(xué)院外籍院士，常與中國、歐洲、英國及美國的學(xué)者緊密合作的張教授表示非常榮幸：“這項榮譽標(biāo)志著我們關(guān)于納米材料相工程的跨學(xué)科研究得到國際嘉許，鼓勵我繼續(xù)從事這方面的重要研究。”
 

提出“納米材料相工程”

他和團(tuán)隊最近便于 Nature Reviews Chemistry以〈納米材料相工程〉（Phase Engineering of Nanomaterials）為題目，撰寫了一篇綜述文章，提出“納米材料相工程”這個納米材料新理念。
張教授解釋，“納米材料相工程”是指不同相的納米材料的合理設(shè)計、制備和相轉(zhuǎn)變。材料的結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)，并最終影響材料的應(yīng)用性能。經(jīng)過科研人員多年來的努力不懈，對納米材料的各類結(jié)構(gòu)調(diào)控方法已有長足的發(fā)展，使納米材料產(chǎn)生出許多獨特的機(jī)械、電子、光學(xué)、磁學(xué)和催化性質(zhì)。常規(guī)的調(diào)控策略通常以納米材料的組分、形貌、晶面、尺寸和維度等作為結(jié)構(gòu)參數(shù)。不過近年，相（Phase）已成為決定納米材料性質(zhì)和功能的一個重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，并成為另一種有效地調(diào)控納米材料物理化學(xué)性質(zhì)和功能的新策略。

 

有鑒于此，張教授和團(tuán)隊提出“納米材料相工程”的新理念。他們在該文章里有系統(tǒng)地討論和總結(jié)了有關(guān)納米材料相工程的最新研究成果。他們又以具代表性的貴金屬和層狀過渡金屬硫族化合物（Transition Metal Dichalcogenide, TMDs）納米材料為例子，探討了以直接合成和可控相轉(zhuǎn)變的方法，來制備非常規(guī)相和誘導(dǎo)相變的納米材料。文章同時介紹了制備無定形（amorphous nanomaterials）納米材料以及無定形-晶相復(fù)合的異相結(jié)構(gòu)納米材料的相關(guān)進(jìn)展。

團(tuán)隊認(rèn)為，同時控制納米材料的相和形貌，仍然是一大挑戰(zhàn)。張教授又指出，納米材料相工程另一極待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題是穩(wěn)定性：盡管非常規(guī)相的材料具備獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，但必須采取對策來穩(wěn)定已制備的非常規(guī)相，才能對材料加以應(yīng)用。

張教授又指出，納米材料相工程領(lǐng)域仍有許多尚待探索的研究方向，例如如何利用電化學(xué)、電場、磁場、光輻射等來誘導(dǎo)納米材料的相變。

張教授的研究重點之一是超薄二維納米材料的可控合成、晶相與形貌的同時調(diào)控，包括金屬納米層片、石墨烯、金屬二硫?qū)倩铩⒔饘?有機(jī)框架及共價有機(jī)框架等，雖然這些納米材料對于很多人來說都比較陌生，但其實這些材料極具發(fā)展?jié)摿Γc我們?nèi)粘Ｉ疃枷⑾⑾嚓P(guān)。他舉例說：“我們的研究對于催化反應(yīng)、潔凈能源、（光）電子器材、納米及生物傳感器，以及整治用水等方面，都可以作出貢獻(xiàn)，幫助人類改善生活。”

他指出，納米材料相工程的概念可以擴(kuò)展到其他具備獨特物理化學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用前景的材料，例如鈣鈦礦，并期望為發(fā)現(xiàn)不同新型功能材料提供新想法，開辟新的研究策略。

本文已于 “香港城大研創(chuàng)” 微信公眾號發(fā)布。
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