富于开拓 锐意创新——记学部委员闵乃本教授

 1991年秋,一位富于开拓、锐意创新的学者,应聘担任了“八五”期间国家基础性研究重大关键项目之一的“光电功能材料的结构、性能、分子设计及制备过程”项目的首席科学家.他就是南京大学物理系教授闵乃本先生.他今年57岁,是我国自己培养的优秀中年科学家.1959年,他毕业于南京大学物理系,后留校任教,师从我国著名物理学家冯端教授.长期以来,闵乃本教授致力于晶体物理学的研究,尤其在晶体缺陷、晶体生长以及晶体物理性能等领域作出了许多开创性的工作.在他30多年的科研生涯中,取得了一系列令人瞩目的卓越成就.     

Preparation and Humidity Sensing Properties of KCl/MCM-41 Composite

KCl/mobil composition of matter-41 （MCM-41） composite has been synthesized via a heat-treating process and characterized by x-ray diffraction, high resolution transmission electron microscopy, and nitrogen adsorption/desorption isotherms. In contrast with pure MCM-41, KCl/MCM-41 composite exhibits improved humidity sensing properties within the relative humidity range of 11-95%. The impedance of KCl/MCM-41 composite changes by about four orders of magnitude over the whole humidity range with the response time and the recovery times are about 30s and 35s, respectively. Small humidity hysteresis and good stability are also observed based on our product. These results make our product a good candidate in fabricating humidity sensors with high performances and low synthetic complexity.     

3D打印贝壳仿生复合材料的拉伸力学行为

采用硬质和软质双组分材料,通过调控两种基体材料的装配夹角,采用光固化3D打印技术制备了不同装配方式的仿贝壳珍珠层复合材料,开展了准静态拉伸实验,结合扫描电镜观察,分析了其拉伸力学性能、断裂及能量耗散机理。研究结果表明,保持胞元边长不变,随着面内装配角度增加,仿贝壳珍珠层复合材料的强度呈线性增加趋势,断裂应变呈线性减小的趋势;随着面外装配角度增大,断裂应变呈线性减小趋势,而强度在面外装配角小于45°时呈增强趋势,超过45°时趋于稳定;面外装配角度为45°时,材料的强度达到最大值。试样在断裂前主要通过硬质材料的拔出、软/硬相界面处微裂纹的生成及微裂纹在扩展过程中的合并和偏转等方式耗散能量。     

具有层状结构过渡金属硼化物硬度机理的研究

过渡金属硼化物(TMBs)由于其具有非常强的B-B共价键和TM-B键一直被科研工作者认为是潜在的超硬材料。被理论预测为超硬材料的过渡金属硼化物大多具有过渡金属层和硼层交替分布的层状结构。目前,被预测为超硬材料的过渡金属硼化物都已经被实验合成,并且证明都不是超硬材料。然而却很少有理论解释在过渡金属硼化物中为什么不能形成超硬材料。本文以具有金属层和硼层交替分布的层状结构的二硼化铼、二硼化钨和二硼化钼为研究对象。通过对比其层间化学键的强度和硬度关系发现层间的TM-B化学键是决定过渡金属硼化物硬度的关键。在3种过渡金属硼化物中层间的化学键都表现出非常强的离子性。层间的离子键是导致具有层状结构过渡金属硼化物不能成为超硬材料的主要原因。此研究对理解TMBs的硬度机理以及设计新型的超硬材料具有重要的意义。     

新型锂离子电池正极材料LiMPO_4(M=Fe,Mn)的谱学和电化学研究

采用固相反应与液相反应,合成了新型锂离子电池正极材料LiMPO4(M=Fe,Mn)。粉末X光衍射表明材料均为纯相。对材料的显微拉曼光谱和红外光谱进行了研究和指认。循环伏安研究表明,含锂磷酸盐是一类有潜力的锂离子电池正极材料。     

氧化镁中子过滤器研究

核电厂反应堆乏燃料水池格架材料在生产和使用过程中需要对其中子吸收性能进行监测和检测,针对这两方面需求,研制了乏燃料水池格架B₄C＿Al材料的中子吸收性能检测设备。为了降低检测过程中超热中子本底的影响,考虑采用氧化镁超热中子过滤器滤除超热中子。对10和5 cm氧化镁单晶的中子透射率与宏观总截面进行了理论计算,对慢化体表面中子成分进行蒙特卡罗模拟计算并开展实验测量。实验结果表明,10 cm氧化镁对采用8 cm聚乙烯慢化后的²⁵²Cf中子源的中子透射率为60.16%,相对镉比值比未加10 cm氧化镁时提高了93.85%,证明常温下采用氧化镁单晶做B₄C＿Al检测装置的超热中子过滤器是可行的。     

奇妙的巨磁阻及其高技术应用

 很多金属材料具有磁阻,它们的电阻随外加磁场而变化。近年来,随着一些新材料的研制,发观不少材料比已经应用材料的磁阻值增大很多,称为巨磁阻效应。同时,采用巨磁阻材料制成的传感器、磁记录、磁存储等部件的性能也有很大的提高。因此,吸引了很多研究者的极大注意。     

碳纳米管阵列超双疏性质的发现

用高温裂解酞菁金属络合物方法制备了几种具有不同形貌的阵列碳纳米管膜 ,并对其超疏水和超双疏性质进行了研究 .对于具有均匀长度和外径的阵列碳纳米管膜 ,文章作者发现 ,在未经任何处理时 ,其表现出超疏水和超亲油性质 ,与水的接触角为 15 8 5± 1 5° ,与油的接触角为 0± 1 0°.经氟化处理后 ,则表现出超双疏性质 ,与水和油的接触角分别为 171± 0 5°和 16 1± 1 0° .对具有类荷叶结构的阵列碳纳米管膜 ,其表面形貌与荷叶的十分接近 ,且在未经任何处理时所表现出的超疏水性也与荷叶的非常接近 ,与水的接触角为 16 6° ,滚动角为 8° .这种超疏水和超双疏性质是由表面的纳米结构以及微米结构和纳米结构的结合产生的 .这一发现为无氟超疏水表面 界面材料的研究提供了新的思路