吳超：為材料物理“加速”.doc

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1、吳超：為材料物理“加速”隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國材料科學(xué)迎來了全新的發(fā)展機(jī)遇。以科學(xué)技術(shù)推動材料事業(yè)的發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，成為科技工作者的歷史使命。在人才林立的西安交通大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，他正用智慧和汗水將夢想凝結(jié)成形。樸實(shí)的話語，蘊(yùn)含的卻是他十余年來為祖國材料物理化學(xué)科學(xué)事業(yè)“加速”的夢想。他就是西安交通大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)研究院材料物理中心獨(dú)立項(xiàng)目負(fù)責(zé)人吳超。吳超的求學(xué)Z路是一條向上的曲線，2001和2004年，他在大連理工大學(xué)分別獲得學(xué)士和碩士學(xué)位，科研的道路越走越遠(yuǎn)，學(xué)術(shù)研究越來越深,求知的心指引他走出了國門。2009年，吳超獲美國韋恩州

2、立大學(xué)化學(xué)博士學(xué)位。2009年至2012年，在美國圣母大學(xué)做博士后研究。儲備多年，吳超為回國做好了充分的準(zhǔn)備，扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)與過人的膽識，成就了碩果累累的研究成績，“三大突破”讓國內(nèi)外同行為之側(cè)目。關(guān)于復(fù)雜有機(jī)共轆體系的電子激發(fā)態(tài)的理論突破，針對這一問題，在與博士導(dǎo)師光譜學(xué)家VladimirY.Chernyak教授等人的合作中，吳超參與提出并發(fā)展了描述共輒有機(jī)體系中電子激發(fā)態(tài)的激發(fā)子散射方法，該方法解決了計(jì)算超大分子體系電子激發(fā)態(tài)的難題。共轆有機(jī)體系是潛在的良好的光電材料。理解它們的光電性質(zhì)是設(shè)計(jì)、改良這些材料的前提。已有的基于量子力學(xué)理論的方

3、法，由于計(jì)算量過大，不能夠處理復(fù)雜體系。激發(fā)子散射方法將電子激發(fā)態(tài)表述為激發(fā)子在分子內(nèi)傳播以及其在節(jié)點(diǎn)處散射的行為，從而能夠精確描述復(fù)雜體系的激發(fā)態(tài)。激發(fā)子散射方法的定性描述最初發(fā)表于國際物理領(lǐng)域頂尖雜志《自然?物理》上，該朵志的新聞與評論專欄在第一時間特約理論化學(xué)物理學(xué)家EricR.Bittner教授對這一理論突破進(jìn)行了專文評論與解讀。在數(shù)年內(nèi)，這篇文章已經(jīng)被廣泛引用。著名實(shí)驗(yàn)光譜學(xué)家GregoryD.Scholes在一篇綜述中這樣評價(jià)“吳等研究人員最近發(fā)表了一種通過復(fù)雜的方式連接結(jié)構(gòu)單元的方法，該方法能夠預(yù)測納米尺度系統(tǒng)的性質(zhì)。該工作的優(yōu)美

4、之處在于通過概念上簡潔的方法描述復(fù)朵體系的復(fù)朵過程”。第二個突破是，他發(fā)展了一套基于第一原理的綜合方法，該方法能夠系統(tǒng)的、準(zhǔn)確的、定量處理覆蓋率對于催化劑表面反應(yīng)動力學(xué)的影響。是對于表面反應(yīng)動力學(xué)研究方法的重要貢獻(xiàn)。覆蓋率對于表面反應(yīng)的影響丿力來是一個研究熱點(diǎn)，因?yàn)楦采w率影響反應(yīng)的各個階段的勢能血，所以它的復(fù)雜性一直困擾多相催化領(lǐng)域。吳超提出并發(fā)展了一套基于第一原理的基反應(yīng)位方法能夠有效地解決上述問題。該方法綜合使用了密度泛函理論，簇展開方法，巨正則系綜蒙特卡羅方法和基于統(tǒng)計(jì)力學(xué)的分析方法。依據(jù)該方法，研究者可以避免在設(shè)定平均場作用時走入以前的

5、誤區(qū)。這一方法已經(jīng)在多次國際會議和校際學(xué)術(shù)交流中進(jìn)行了報(bào)告，總結(jié)成的論文在本方向的權(quán)威朵志《催化學(xué)報(bào)》上發(fā)表。吳超在西安交通大學(xué)的主耍研究方向之一就是計(jì)劃將這種方法拓展并應(yīng)用于設(shè)計(jì)新型雙金屬催化劑系統(tǒng)。除此之外，吳超還探索用理論方法指導(dǎo)可持續(xù)的化學(xué)化工研究，即用密度泛函理論設(shè)計(jì)基于含氮/磷雜環(huán)化合物的可循環(huán)使用的溫室氣體吸收材料，并指導(dǎo)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。圍繞該方面的項(xiàng)冃是環(huán)境友好化學(xué)的跨學(xué)科合作研究。吳超研究組在對于含氮/磷朵環(huán)離子液體與二氧化碳、二氧化硫反應(yīng)機(jī)理的深入理解基礎(chǔ)上，采用定量構(gòu)效關(guān)系方法，對丁可能的化學(xué)修飾進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，提出了可

6、能的高效吸附劑候選分子。實(shí)驗(yàn)組正在合成并且測試實(shí)際吸附效果與穩(wěn)定性。同時采用化工工程的吸附模型與動力學(xué)方法對于吸收過程進(jìn)行了模擬，理論上給出最優(yōu)的可能結(jié)果，從而給實(shí)驗(yàn)以有力的指導(dǎo)。在創(chuàng)新技術(shù)上，吳超有著更遠(yuǎn)大的夢想，“讓屮國的材料物理化學(xué)科學(xué)在世界范圍內(nèi)占有一席之地，將來走向產(chǎn)業(yè)化，在標(biāo)準(zhǔn)制定中為中國爭取最大的話語權(quán)?！闭劶按颂?，吳超眼神里滿是憧憬。