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材料化学系成立于2003年,与材料物理系共同组建材料物理与化学国家重点学科,属国家首批一级学科博士点授权单位,拥有博士后流动站。该系现有教学科研人员12人,其中教授5人,副教授5人,讲师2。其中,博士生导师8,湖南省杰青2,升华特聘教授2,湖南省百人计划1人。正在培养的本科生220余人,研究生(包括博士和硕士研究生)80余名。先后承担国家863、国家自然科学基金等项目50余项;教研室成员先后在Nature、Accounts of Chemical Research、Annual Review in Materials Science、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Materials、ACS Nano、Advanced Functional Materials等国际SCI刊物发表学术论文300余篇,获得多项省部级奖励,获国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等项目支持。主要研究方向如下:

电化学储能材料

新型电化学储能是建设新型电力系统、推动能源绿色低碳转型的重要技术和基础装备,也是实现双碳目标的重要支撑。新能源材料与器件跨材料科学、能源、化学等学科,是新型电化学储能研究最为重要的内容。研究方向包括固态锂离子电池关键材料(固态/固态电解质、电极材料)及电池组装、锂离子动力电池关键材料与器件、锂离子电池正极材料修复再生、新型电池隔膜、高性能电解液、宽温域使用储能器件、非锂电池体系(钠////钙电池)、导电聚合物材料、超级电容器、锂-空电池、锌-空电池等新型电池化学体系。该研究方向获得多项省部级自然科学奖和国家级项目支持,发表多篇高水平SCI论文;相关研究成果实现工业应用并取得经济效益和社会效应。

能源催化材料

能源催化技术可实现能源的高效转化和利用,促进环境保护和可持续发展。利用分子工程与纳米技术与开发的光催化材料、电催化材料、热催化材料为催化技术的发展注入了新活力。研究方向包括催化功能的二维材料、半导体材料、单原子材料、金属有机框架(MOF)材料、有机共价(COF)材料、纳米复合材料等。应用包括裂解水产氢、氧还原、CO2还原、硝酸根还原、固氮、有机合成、污染物降解等方向。发表百余篇高水平SCI论文,获得多项湖南省自然科学奖。得到国家自然科学基金重点与面上等项目的支持。部分研究成果实现工业应用并取得经济效益。

无机非金属信息材料

基于电子信息功能的应用,深入开展材料的设计、杂化优化、制备工艺对材料功能性能的作用机理研究,探究材料不同结构层次的构效关系。研究方向包括设计铁电压电/热敏材料与元件、面向催化/过滤等应用的多孔/泡沫陶瓷、无机电子封装材料、大功率无铅导电浆料、大功率片式电阻陶瓷材料、薄膜/涂层与叠层材料及其元器件等。部分研究成果达到国际先进水平,在5G、高速铁路及电动汽车等领域具有很强的应用前景。

先进高分子材料

功能高分子具有特殊的光、电、磁、声、热等特性,已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。研究方向着重与功能高分子材料的设计与合成、制备工艺、改性及其应用与应用基础研究。主要研究内容铁电/压电/导电/耐高温先进高分子材料、可瓷化高分子复合防火/隔音材料、高强度结构胶粘剂、抗高低温冲击或抗力学冲击的灌封胶与水性聚氨酯、有机-无机杂化的重防腐涂料、有机硅改性丙烯酸超耐候涂料、航天用形状记忆聚合物、水声透声高分子材料。研究发表多篇高水平SCI论文及多项国家发明专利,所开发的超高分子量聚乙烯基锂离子电池隔膜材料实现产业化,并在ATL等锂离子电池公司实现商业化应用和国产替代,为国民经济作出了重要贡献。

材料电化学与金属防腐材料

轻合金铝、镁、钛合金在工业应用广泛,通过对其表面进行阳极氧化和微弧氧化,可赋予合金表面氧化涂层或者陶瓷涂层,使得合金具有优异的耐蚀性、装饰、耐磨和医用生物活性(惰性)等。主要研究方向为金属腐蚀(缓蚀剂、涂层)、阳极氧化和微弧氧化膜层(镁、铝、钛等的表面处理)、电沉积(尤其是纳米晶金属、合金、薄膜材料等以及铜、镍等高纯材料)。该研究方向发表多篇高水平SCI论文,获得多项国家发明专利,实现工业应用并取得较大经济效益。

功能复合材料

功能复合材料未来的发展潜力巨大,目前在材料、化学、生物学、医学、环境等诸多领域均有应用。主要研究方向为金属-多孔聚苯胺功能复合材料、MOFs(金属有机骨架)