2024年9月25日下午,上海交通大学2024年“教书育人 科研创新”表彰大会暨秋季学期干部大会在闵行校区陈瑞球楼召开,化学化工学院张万斌教授团队荣获“科研成果奖”一等奖,樊春海院士、马紫峰教授、张智涛副教授团队荣获“科研成果奖”二等奖。
张万斌 团队
项目名称:基于角度调控和协同促进策略的不对称催化方法学研究
项目介绍:不对称催化合成与医药、香料、农药等手性物质密切相关并对生命科学至关重要,但是其选择性和效率问题严重制约了该领域的发展。在国家自然科学基金委、科技部、上海市科委和上海交通大学的资助下,项目团队围绕磷手性中心和多手性中心分子的精准构建以及不对称氢化的效率提升等基础科学问题,提出了角度调控和协同促进新策略,创制了手性双环咪唑催化剂以及联苯类和二茂钌类P,N新配体,开发了构建磷(V)手性的首例不对称催化反应、双金属协同催化立体发散性合成新反应和色散力协同促进不对称催化氢化反应,揭示了不对称催化过程中手性诱导和传递的新机制和重要规律,且多项成果获得工业化应用。项目成果对合成化学和药物化学等领域具有重要意义,有力地推动了有机化学学科的发展。
樊春海 团队
项目名称:DNA可编程门阵列用于通用性DNA计算
项目介绍:DNA分子计算是一种新型计算模式,利用DNA分子之间的化学反应实现计算功能,具有高并行、低能耗、生物兼容性等优势,在信息处理、医学健康等领域具有重要的应用前景。但具有通用性的DNA运算元件的编程与集成仍是制约DNA计算领域发展的瓶颈。在国家自然科学基金委、科技部、上海市科委和上海交通大学的资助下,项目团队围绕通用性的分子信号变换与传递展开研究,证明了利用单链DNA作为统一传输信号(DNA-UTS),可实现类似电子在电路中传输的功能,开发了一种支持通用性数字计算的DPGA,并支持器件层次的多DPGA集成,实现了器件内的可编程性和器件间可集成性,在DNA计算的规模和深度上突破了长期以来的瓶颈。项目成果对化学生物学和分析化学等领域具有重要意义。
马紫峰 团队
项目名称:钠离子电池正极材料一体化绿色制造及应用关键技术
项目介绍:钠离子电池打破了锂、钴等稀缺矿产资源制约,是推动我国新能源汽车和电化学储能产业可持续发展的重要技术。本项目针对钠离子电池正极电活性材料设计、规模化制造和电池状态精准估计等制约钠离子电池商业化应用的关键技术瓶颈,开展了应用基础研究和过程工程技术研发。发明了过渡金属层状氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类化合物绿色合成新工艺,有效解决正极材料制造过程能耗高、碳排放高、废水量大等问题,关键指标较国际先进工艺降低50%以上;建成了全球首套年产 5000吨铁酸钠基层状氧化物正极材料示范生产线,形成了具有自主知识产权的成套装备和技术。正极材料已经在全国70多家电池企业进行验证和推广,电池能量密度和循环寿命等关键性能指标国际领先(135-160 Wh/kg,3000-6000 次);针对钠离子电池的特点开发了电池荷电状态和健康状态的高精度估算模型,填补了国内空白。
张智涛 团队
项目名称:高性能、柔性、可拉伸高分子共轭材料研究
项目介绍:发光器件不仅可以用作人机交互界面进行实时信息显示,还可以应用到健康监测(例如,血氧含量探测)和疾病治疗(例如,神经调节)等领域。人体系统是由柔软的器官、组织所构成,为了将刚性发光器件转变为类似于人体皮肤一样的可拉伸架构,半导体聚合物提供了一个很好的选择。然而现有的半导体聚合物并不能直接满足需求,需要解决以下几方面难点:(1)共轭聚合物很脆,即使在小于 25% 的应变下也会产生较大裂纹。(2)发光共轭聚合物表现出强烈的电荷俘获效应,会严重降低电荷电流密度,并导致非辐射复合。(3)可拉伸导电聚合物电极的电导率太低,无法提供高电流密度。针对以上难点, 张智涛在该领域创新性的提出了“纳米限域”效应这个概念。通过在共轭聚合物中引入另一个软弹性体,利用两者之间自发的相分离作用,实现微观形貌上的调控,以显著提高聚合物的机械、电学和光学性能。以此为基石,开创“电子皮肤”全聚合物发光LED芯片新领域,并应用于可穿戴电子学和生物医疗等领域。