《自然-通讯》发表中山大学能源纳米材料研究最新成果

中山大学理工学院、光电材料与技术国家重点实验室杨国伟教授团队和化学与化学工程学院童叶翔教授团队合作，在2013年5月21日出版的国际著名学术刊物《自然-通讯》（Nature Communications）上，发表了他们在能源纳米材料研究最新成果（http://www.nature.com/ncomms/index.html）。

能源短缺和环境污染已成为本世纪人类面临的重大挑战，发展清洁可再生能源就成为当前能源与材料科学研究中的重大科学问题之一。超级电容器是一种性能介于电池与传统电容器之间的新型储能器件，被认为是最有希望的绿色能源之一。高性能电极材料的制备是超级电容器研究的核心问题，因为新电极材料的获得是实现优异器件性能的基础。最近，我校杨国伟教授团队与童叶翔教授团队合作在超级电容器电极材料研究方面取得重要进展，相关成果发表在国际著名学术刊物《自然-通讯》（Nature Communications 4 (2013) 1894）上。

过渡金属氧化物及氢氧化物被认为是最具发展潜力的超级电容器电极材料之一，但是只有晶态材料才能充分展现其优异电化学性能，而非晶态则被认为是不适合作为电极材料。杨国伟教授团队首先发展了一种独特的电化学方法来制备具有高纯度和高清洁表面的功能纳米材料（Nanoscale 4 (2012) 5082），并且成功制备出系列非晶态过渡金属氢氧化物纳米结构，进而与化学与化学工程学院童叶翔教授团队合作，将所制备非晶氢氧化镍纳米球作为超级电容器电极材料，在国际上第一次证实了非晶氢氧化镍纳米材料是一种极具发展潜力的超级电容器电极材料，其作为正极材料所组装的超级电容器性能完全可以与晶态材料器件相比拟，而且综合指标可能优越于晶态材料器件（Nature Communications 4 (2013) 1984）。显然，这些研究为非晶纳米材料在先进储能器件中的应用提供了新的机会。

最近，杨国伟教授团队在纳米材料领域还取得了其它系列重要进展。他们在实验上揭示了纳米尺度下光的漫反射行为，发现经典光的漫反射已经消失，Snell反射定律失效，取而代之的是被他们称之为“波的漫反射”现象，这是一种纳米尺度下独有的光波漫反射效应（Scientific Reports 3 (2013) 1298）；他们建立了同轴核-壳结构的半导体纳米线异质结生长的热力学模型，给出了发生“表面粗化”的热力学判据和生长相图（Nano Letters 13 (2013) 436），为同轴核-壳结构半导体纳米线异质结的理论设计和实验制备提供了重要的理论参考。本研究得到光电材料与技术国家重点实验室的大力资助。