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代表性学术成果

          实验室在发表的高水平论文方面表现突出,有2篇论文获得3项殊荣,具有国防应用前景的1篇重要论文发表,具体如下:

 

1曲良体教授论文荣获2012年度中国百篇最具影响国际学术论文

2013927日召开的中国科技论文统计结果发布会上,曲良体教授课题组于2012年发表在《JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY》期刊上的论文“Nitrogen-Doped Graphene Quantum Dots with Oxygen-Rich Functional Groups”荣获2012年度中国百篇最具影响国际学术论文。这是北理工首次获此殊荣。

曲良体教授课题组在该论文中报道了用电化学方法成功制备氮掺杂石墨烯量子点的研究。所制备的石墨烯量子点的尺寸为 3~5 nm 左右,氮/碳原子比例4.28%。由于氮的掺杂使该量子点具有与常规石墨烯量子点不同的发光特性,在紫外灯的照射下,表现为蓝色荧光,因此在该量子点在生物标记和发光二极管制造中具有潜在的应用前景。此外,该量子点在氧还原反应中表现出与商业铂碳催化剂类似的催化能力,因此有望在燃料电池中作为绿色不含金属的催化剂发挥重要作用。该研究成果发表后受到广泛关注,当年被引用40次。

中国科学技术信息研究所于2007年首次开展中国百篇最具影响国际学术论文中国百篇最具影响国内学术论文评定工作。论文评定采用定性和定量相结合,即专家评估和文献计量相结合的方式进行。2012年被SCI收录的我国大陆学者的论文共计19.01万篇,最后评出的100篇论文分布于30个学科领域,其作者分属于63个学术机构。

2曲良体教授SCI论文入选ESI数据库热点论文,引用次数进入全球前1‰

曲良体教授课题组在石墨烯量子点方面的研究成果,即《含富氧功能基团的氮掺杂石墨烯量子点(Nitrogen-Doped Graphene Quantum Dots with Oxygen-Rich Functional Groups)》(通讯作者:曲良体教授),该论文发表在《美国化学学会志(JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY)》,即JACS上,该论文主要以石墨烯量子点这一类具有独特性能的新型量子点作为主要研究载体,通过掺杂将氮杂原子引入石墨烯量子点,显著改变其物理化学特性,以期拓展和获得更好的应用价值。该论文成为ESI数据库20135月的热点论文(HOT PAPER),这一数据表明在2011-2012年全球所有发表的SCI论文中,这篇论文在201335月期间,按照 被引用次数排序,进入全球化学学科排名前1‰,其学术价值得到了该领域内全球研究者的关注与肯定。

JACS是美国化学学会发行的学术期刊,于1879年创刊。该期刊涉及化学领域的所有内容,根据Web of Science的统计数据显示,JACSJCR2012版)的影响因子为10.677

 

3曹敏花教授SCI论文入选ESI数据库热点论文,引用次数进入全球前1‰

 

 

曹敏花教授课题组发表的论文,即《四氧化三铁-石墨烯纳米复合材料-一种高性能的锂离子电池负极及磁性材料(Fe3O4-Graphene Nanocomposites with Improved Lithium Storage and Magnetism Properties)》(通讯作者:曹敏花教授)。该论文成为ESI数据库20135月的热点论文(HOT PAPER),这一数据表明在2011-2012年全球所有发表的SCI论文中,这篇论文在201335月期间,按照 被引用次数排序,进入全球化学学科排名前1‰,其学术价值得到了该领域内全球研究者的关注与肯定。

该论文提出了一种简易的一步制备石墨烯-四氧化三铁(GN-Fe3O4)纳米复合材料的策略,该策略使得在水热条件下氧化石墨(GO)转变成石墨烯的同时,可以产生四氧化三铁纳米颗粒。该策略与传统方法相比,既可以保持氧化石墨(GO)的高还原程度,同时通过透射电子显微镜图像技术显示,四氧化三铁的纳米颗粒直径可以小至7纳米,并且能够均一整齐地沉积在石墨烯层表面,有效防止四氧化三铁纳米颗粒的团聚。

特别值得一提的是,该研究成果在新能源领域有着广阔的应用前景,当前可充电的锂离子电池由于其可储存高密度能量、快速充放电和持久的可循环性能被广泛关注和使用,其中电池电极材料研究与探索,成为提高电池储电性能的一个重要切入点。而四氧化三铁作为一种很有前景的电极材料,在电化循环过程中存在严重的颗粒聚集的现象,导致其进一步开发利用出现瓶颈。曹敏花教授及其研究团队在低维纳米结构材料领域取得了许多创新性研究成果,在该篇论文中展示的四氧化三铁纳米粒子和石墨烯的复合策略,不仅解决了这一瓶颈问题,改善了锂离子电池的充放电性能,最为重要的是其方法的简单易行,为纳米材料在锂离子电池中的应用指明了方向。

该篇论文发表在《物理化学期刊CJournal of Physical Chemistry C)》上,该期刊作为美国化学协会的周刊,2007年因纳米科技的快速发展而从《物理化学期刊B》分离创刊,《物理化学期刊C》主要涉及的物理化学领域的纳米粒子和纳米结构、能量储存与转换、电子运输、光学和电学装置等方向,该杂志因密切关注前沿科学热点研究,近年来受到越来越多的学者关注,物理化学期刊C的影响因子也不断增加,2012年度其影响因子为4.814

 

 

4王博教授团队爆炸物荧光检测取得重要进展

针对目前日趋严峻的国际、国内安全形势,亟需开发一种能够快速、灵敏、便捷检测爆炸物的方法。其中,五元杂化化合物作为一类非常重要的高能量密度化合物,具有高爆温、良好的氧平衡和对摩擦和冲击的低灵敏度等优点,被广泛应用于炸药、推进剂等军用以及民用领域。然而由于五元杂环高能量密度化合物种类繁多(如三唑、四唑、偶氮呋咱及其衍生物等),具有迥异的分子结构和轨道能量,目前并没有有效的方法能够快速检测这类化合物。

化学学院的王博、冯霄等研究者在前期的工作基础上(Chem. Commun., 2013, 49, 7049Chem. Eur. J., 2014, 20, 8856Chem. Sci., 2014, 5, 4388),开发出一种高灵敏、裸眼可视、简便的五元杂化爆炸物的荧光检测方法,并且裸眼检出限可达6.5 ng/cm2,爆炸物溶液光谱检出限可达10-9 mol/L。该方法利用本身具有聚集诱导发光性质的有机连接基元与金属离子进行连接,制备金属有机骨架材料(MOF)作为传感器,并通过改变金属离子的种类调节MOF传感器的荧光特性。当引入特定金属离子时,MOF传感器的荧光可以被预先关掉,而当该传感器接触到五元杂环爆炸物时,荧光开关可被迅速触发,使得荧光在十几秒内重新被释放出来。这一由的荧光信号变化,不仅可以被光谱仪器所捕捉从而用于定量检测,还可十分容易的通过裸眼直接观察到。该传感器可直接用于便携式试纸检测。该研究成果近日发表在国际顶级化学期刊《Journal of the American Chemical Society》上(J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 15485-15488)。