下南洋-新加坡华人材料学家概览

新加坡是南洋华人的主要聚居地之一，其高等教育和科学研究的蓬勃发展亦离不开华人的贡献。我们以新加坡国立大学材料科学与工程系和南洋理工大学材料科学与工程学院为例，梳理了部分在新的华人材料学家并追踪了他们的最新科研成果。我们所精选研究者的资料均来源于学校官网，并在近期均有顶刊发文，并不代表学院全体学术成员。

新加坡国立大学

• 陈景升

CHEN Jingsheng目前是新加坡国立大学材料科学与工程系副教授。陈于1999年在兰州大学近代物理系获得博士学位，其后在南洋理工大学从事博士后研究。2001年开始，在新加坡数据存储研究所（DSI）担任资深研究科学家并率领团队致力于1Tbits/in²磁记录存储的新兴技术研发。2007年加入新加坡国立大学。迄今为止，陈老师已获得由世界上最大的硬盘公司美国希捷技术超过100万美元的赞助，开发的多项技术被应用希捷产品上，并获得了新加坡科学技术部、教育部和国家研究基金会超过1200万新加坡元的资助。陈教授的研究领域包括纳米磁性材料的信息存储、电子强关联氧化物多铁性材料、自旋电子学、纳米团簇的光学和磁学性质。

课题组网站：

http://www.dmse.nus.edu.sg/JingShengChen/home.html

近期代表性成果：

Current-induced magnetization switching in all-oxide heterostructures. Nature Nanotechnology, 14, 939–944(2019).

图示 SrIrO₃/SrRuO₃的示意图和结构表征

课题组近期发展了一种全氧化物的SrIrO₃/SrRuO₃高质量异质结材料。其中，SrIrO₃由于很强的自旋轨道耦合效应（SOC）可以在通电流的情况下产生非平衡的自旋积累，并以自旋电流的方式进入相邻的SrRuO₃磁性层产生自旋轨道矩。研究人员则进一步通过控制输入电流的极性来控制自旋轨道矩，从而实现磁化方向定向反转。更重要的是，通过控制SrRuO₃薄膜生长时的氧压，可以连续调节磁化轴偏离垂直方向的角度，从而打破自旋轨道矩的旋转对称性，实现电流驱动的磁化翻转。与传统的通过界面反铁磁交换偏置实现零场自旋轨道矩翻转相比，SrIrO₃/SrRuO₃的零磁场自旋轨道矩翻转不是界面效应，并且可以抵抗更高的外磁场干扰，同时具有更好的耐用性。同时，研究人员还在STO（110）衬底上的SrIrO₃/SrRuO₃异质结中发现了各向异性的自旋轨道矩效应，验证了前人的理论。

• 王家功（John Wang）

王教授目前是新加坡国立大学材料科学与工程系主任、新加坡国立大学研究生院综合科学与工程学术委员会资深教授。研究方向包括：多铁性薄膜及器件，材料化学，生物材料和纳米复合材料，纳米材料与可持续能源。John Wang 教授在国际顶级学术期刊上已发表超过300篇著作。2003年，John Wang 教授当选英国皇家学会材料、矿物和采矿研究学会研究员，以表彰其在无机材料和化学领域取得的卓越的学术成就。

课题组网站：

http://www.dmse.nus.edu.sg/ACL/index.html

近期代表性成果：

Guided Assembly of Microporous/Mesoporous Manganese Phosphates by Bifunctional Organophosphonic Acid Etching and Templating. Advanced Materials (2019): 1901124.

图示 高度有序多孔磷酸锰材料的制备示意图

课题组近期发展了一种可制备高度有序微孔/介孔结构的软模板方法。研究人员利用有机膦酸同时作为刻蚀剂和模板剂，在高真空辅助的退火作用下成功制备高度有序的多孔磷酸锰。通过这种方法，制备过程中的无机前驱体和有机模板的强相互作用会被减弱，消除了块状磷酸锰形成的可能性，并且磷酸锰框架能够在去模板的过程中得以保存。由此得到的磷酸锰不仅具有均一的尺寸分布，还能分别形成高度有序的微孔和介孔结构，其中微孔结构的比表面积可达304.1 m²/g，打破了锰基材料的记录，并对OER电催化活性的优化起到了显著的提高作用。

• 丁军

丁军是新加坡国立大学教授，中科院宁波材料技术与工程研究所客座教授。其研究方向包括多材料/多功能材料的增材制造、缺陷引起的铁磁/铁电/光学效应以及纳米磁性材料在生物医学和环境方面的应用。丁教授已发表文章超过400篇，被引用次数超过12000多次，H-Index影响因子61。参加过各类型会议超过200次，其中邀请报告80余次。

课题组网站：

https://www.x-mol.com/groups/Team_DingJun/people

近期代表性成果：

Metallization of 3D Printed Polymers and Their Application as a Fully Functional Water‐Splitting System. Adv. Sci. 2019, 6, 1801670.

图示 经过电镀化处理的3D聚合物结构

丁教授团队合作报道了一种新型复合3D聚合物结构。研究利用非晶的镍-磷图层在打印聚合物结构上进行电镀，实现聚合物的金属化，有效导电率可以达到4.7 × 104 S/m。更重要的是，这种方法制备的材料可以在保持高导电性的同时维持结构柔性。进一步地，研究人员利用镍-铁-氢氧化物纳米片进行电沉积，材料在碱性环境中表现出了优异的电解水性能。

• 欧阳建勇

欧阳建勇毕业于清华大学化学系，并在中国科学院化学所和日本分子科学研究所分别获得硕士和博士学位，曾在日本北陆先端科学技术大学院大学和美国加州大学洛杉矶分校作助理教授和博士后。2006年加入新加坡国立大学材料与科学工程学院，研究方向包括有机电子、存储器件及纳米材料等，在Nature Materials、Nature Nanotechnology、Nature Communications、Advanced Materials、Nano Letters等学术刊物上发表论文100余篇，平均每篇文章的引用>80次。主要研究成果包括发明了世界上第一个高分子/纳米颗粒存储器和刷新了可加工导电高分子的电导和热电性能的世界记录。

课题组网站：

http://www.dmse.nus.edu.sg/ouyanglab/index.html

近期代表性成果：

Flexible Quasi-Solid State Ionogels with Remarkable Seebeck Coefficient and High Thermoelectric Properties, Advanced Energy Materials,2019,9,1901085.

图示 离子液体的化学结构及离子液体凝胶的热点表征

课题组报道报道了由聚（偏二氟乙烯共六氟丙烯）（PVDF-HFP）制得的环境友好、柔性准固态离子液体凝胶，该离子液体凝胶表现出超高离子塞贝克系数（26.1 mV/K）、高离子电导率（6.7 mS/cm）和低热导率（0.176 W/m K）。该工作检测到的塞贝克系数打破了迄今为止在电子和离子热电材料中观察到的最高塞贝克系数。研究表明，这一打破记录的超高塞贝克系数来源于PVDF-HFP和离子液体之间的离子-偶极相互作用。基于该离子凝胶制备的离子型热电电容器也被证明可以将间歇性热量转换为电能。

南洋理工大学

• 陈晓东

陈晓东，南洋理工大学材料科学与工程学院教授、院长，马克思-普朗克-南洋理工大学联合人工感官实验室主任，南洋理工大学柔性器件创新中心(iFLEX)主任。主要从事可程序化材料在能源的转化、柔性电子器件、以及纳米生物界面等领域的工作，研究成果受到国际同行的广泛关注和认可，在Nature Nanotech, Nature Chemistry, Nature Communications, Adv. Mater.,JACS 和 Angew. Chem.等国际知名学术刊物发表SCI 论文近170余篇，他引超过5000次。

课题组网站：

https://www.ntu.edu.sg/home/chenxd/

近期代表性成果：

An Artificial Somatic Reflex Arc. Advanced Materials, 2020, 32, 1905399.

图示 人工体神经反射弧的设计和表征

该团队报道了一种可响应触觉压力进行电化学致动的人工体神经反射弧。当压力探测器探测到的压力超过刺激阈值时，基于MOF材料的阈值控制单元被激活并触发电化学致动器完成响应致动行为。研究认为，这一响应机制模仿了神经系统中的悉无律。进一步的实验证明，将这一反射弧集成到机器中完全可以仿生婴儿掌握反射弧。这一研究为发展下一代人机界面和神经义肢提供了新的思路。

• 赵彦利

赵彦利在南开大学获得博士学位后，先后前往加州大学洛杉矶分校以及西北大学从事博士后研究，师从诺贝尔化学奖得主Sir Fraser Stoddart教授。进入新加坡南洋理工大学后主要从事物理化学和材料科学前沿交叉领域的研究，研究范围集中于新型自聚集材料的设计、制备以及应用开发。在Science、Nat Chem、Sci Adv等国际一流期刊共发表SCI论文280余篇，H指数大于48。

课题组网站：

https://www.ntu.edu.sg/home/zhaoyanli/Yanli_Zhao_Research_Group/Welcome.html

近期代表性成果：

Self-assembled single-atom nanozyme for enhanced photodynamic therapy treatment of tumor. Nat. Commun., 2020, 11, 357.

图示 自组装单原子纳米酶的制备以及治疗示意图

赵彦利等人报道了一种安全、多样化的自组装光动力学试剂--OxgeMCC-r 单原子酶。这种纳米酶由单原子钌作为催化活性位点固定到Mn₃[Co(CN)₆]₂MOF材料上，之后这一材料装载光敏剂Ce6可作为能够产生氧气的类过氧化氢酶的纳米酶材料。研究制备得到的OxgeMCC-r具有明确的形貌、均一的尺寸分布以及高载药量。当纳米酶进入肿瘤组织，其中的单原子钌可以与内源性的过氧化氢进行反应产生氧气，缓解肿瘤的乏氧状态，实现高效的光动力学治疗。

• 王峻岭

王教授在美国马里兰大学获得博士学位，并在宾夕法尼亚州立大学从事博士后工作。之后，他加入南洋理工大学开展独立研究工作。王教授的研究主要关注多功能薄膜材料在纳米电子、自旋电子器件中的应用。在他的近期工作中，也致力于研究二维材料的铁电/磁性能。王峻岭在Science、AM等高质量期刊上发表了超过120篇文章，引用已超过8000次。

课题组网站：

https://www.ntu.edu.sg/home/jlwang/Index.htm

近期代表性成果：

Origin of giant negative piezoelectricity in a layered van der Waals ferroelectric. Sci. Adv. 2019, 5: eaav3780.

图示 二维层状CuInP₂S₆压电性能的原子起源

课题组报道了一种可以定量检测范德瓦尔斯固体-二维层状铁电材料CuInP₂S₆压电性能和电致伸缩能力的方法。利用单晶X射线晶体学和密度泛函理论计算，研究人员揭示了该二维层状系统中负压电性能的原子起源，即铜离子的位移不稳定性与减少的晶格维度的耦合作用。不仅如此，可观的压电响应和可以忽略不计的机制夹持效应保证了二维层状材料在柔性器件等新兴领域的应用前景。

• 徐梽川

徐梽川，目前是新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院副教授。2002年于兰州大学获得化学学士学位，2008年于兰州大学获得电分析化学博士学位。在2004-2005年和2005-2007年间分别与中国科学院物理研究所和布朗大学联合培养。2007-2009年在纽约州立大学和中科院物理研究所担任研究助理。2009-2012年在麻省理工学院从事博士后研究工作。已发表论文100余篇，共被引用6900多次，h指数38。其还担任欧洲氢能源论坛委员会委员，ECS新加坡分会副主席等职务。

课题组网站：

https://www.ntu.edu.sg/home/xuzc/

近期代表性成果：

Iron-facilitated dynamic active-site generation on spinel CoAl2O4 with self-termination of surface reconstruction for water oxidation. Nature Catalysis, 2, 763–772(2019).

图示 表面重构及去质子过程的原位表征

徐教授团队与法国国家科学研究院合作报道了采用铁取代惰性CoAl₂O₄中部分铝的方法制备出高效的OER电催化剂（CoFe_0.25Al_1.75O₄）。研究人员表示，铁取代可在OER条件下实现材料表面重构变成具有活性的钴氢氧化物，随后去质子化的过程可以诱导激活重构的氢氧化物，使得带负电的氧作为活性位点。另一方面，由于氧2p轨道的提升，促使表面氧空位的累积，导致铝离子浸出，从而又能够自发终止表面进一步重构，最终实现催化剂表面可控的电化学重构。

• 刘政

刘政是南洋理工大学副教授，是二维材料的合成与应用领域的领军人物。他的主要研究方向为新型二维材料高质量晶体的气相合成、表征及应用。刘政团队在二维材料的纳米电子器件及储能器件的制造领域做出了突出贡献。作为二维材料研究的先驱者之一，他发表了超过140篇学术研究论文，其中包括16篇Nature、Science系列。

课题组网站：

https://www.nature.com/articles/s41467-019-10738-4

近期代表性成果：

Van der Waals negative capacitance transistors. Nature Communications, 10: 3037 (2019).

图示 CIPS/MoS₂范德瓦尔斯异质结构及负电容场效应管

刘教授团队近期报道了一种基于二维二硫化钼和CuInP₂S₆(CIPS)异质结构的新型负电容场效应晶体管。检测表明，这一负电容场效应晶体管的亚阈值摆幅远低于玻尔兹曼极限。研究还显示，当这一负电容场效应晶体管中的范德瓦尔斯结构的厚度小于20纳米时，晶体管的迟滞效应就可以忽略不计。更重要的是，当弯曲半径达到3.8毫米时，柔性范德瓦尔斯负电容场效应晶体管的开关特性可以低于60 mV/dec。研究认为这一新型场效应晶体管可以在超低功率和柔性器件领域具有潜在的应用价值。

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本文由nanoCJ供稿。

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