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(1)新能源材料超快动力学研究

新能源材料超快动力学研究团队,主要通过改进实验技术,发展新的理论方法,并通过实验和理论相结合的方式,对新能源材料的超快动力学进行研究,建立完备的理论模型,为发展新型、高效并可大规模商业应用的新能源材料提供理论指导。研究方向为:

1)光催化材料的设计及其动力学研究

a.采用机器学习大规模筛选新型半导体光催化材料

b.利用超快时间分辨光谱建立微观机制与催化性能的构性关系

2)光伏器件动力学研究

a.发展半导体激发态计算方法

b.制备光伏器件,利用超快光谱技术和理论方法开展器件动力学研究,建立理论模型解释影响器件效率的主要因素

3)无毒发光材料的合成以及发光机理研究

a.设计、合成新型发光材料

b.制备电致发光器件,利用超快光谱研究器件动力学

(2)理论机制与材料设计研究

理论机制与材料设计团队,主要按需求进行材料数智化设计,针对国家战略需求和国民经济主战场,围绕能源环境生命健康等领域关键功能材料,发展性能预测理论方法,利用人工智能来大规模筛选虚拟材料,制备出所设计的材料。

建立了自己特色的研究方法:以发展理论化学方法为核心,基于发展的方法模拟与设计材料,并合成出设计的材料。由于理论方法给予材料设计预测性导向,特色研究方法具有高效性,能够大幅缩短材料开发周期。用特色研究方法开发应用于能源与环境的有机功能材料,具体应用在新能源、CO2化学、医药健康、海洋产业等领域。

(3)光功能分子与材料研究

光功能分子与材料研究团队,主要致力于具有光敏响应功能的化学分子或材料的研究。依赖理论计算、化学合成和激发态光物理测试等研究方法,研究光功能分子与材料的结构与性能,并开拓这些化学分子与材料的应用潜力。具体应用在:1.肿瘤标志物的光学检测与成像;2.肿瘤的光动力与光热治疗;3.光催化绿色化学技术;4.光致变色信息材料;5.光学快速检测仪器开发。

(4)纳米生物材料研究

纳米生物医学,致力于功能纳米材料(稀土功能材料、光热材料、可降解医用材料、纳米酶等)的可控合成、性能调控及在生物医学领域中的应用,重点是设计、合成刺激-响应型的多功能纳米诊疗平台,进一步用靶向分子等修饰材料表面,利用肿瘤微环境的特点和近红外光的独特优势,实现纳米材料在肿瘤部位的靶向蓄积和选择性控制释放;并应用分子生物学技术,在体内外深入解析多模式肿瘤治疗的调控机制;探索长期作用下体系对动物血液、体液代谢及免疫等方面的影响,全方位评估材料的生物安全性。

(5)均相催化与精准合成