陸瑞鋒

陸瑞鋒，男，1982年10月，南京理工大學理學院教授、博士、博士生導師。

基本介紹

• 中文名：陸瑞鋒
• 出生日期：1982年10月
• 職業：教師
• 畢業院校：中科院大連化學物理研究所

人物介紹

畢業於 中科院大連化學物理研究所材料物理與化學專業，獲得博士學位。

研究領域與成就

主研究領域與成就

材料物理與化學：

面向國家重點扶持的科技前沿，套用結合密度泛函理論、基於波函式的量子力學方法以及巨正則蒙特卡羅方法的多尺度模擬手段，研究新能源的相關課題，如各種儲氫材料、光解水制氫材料和太陽能電池等，設計各種功能分子/材料以獲得期望性能。

氫能是21世紀主要的新能源之一，它無污染，儲量豐富，來源廣泛，且利用途徑多，是一種清潔的可再生能源，有望替代傳統能源緩解日益加劇的全球能源和環境危機。實現氫能經濟，尋找高效、安全的儲氫材料是關鍵，這也成為了近年來國際上研究的熱點和重點。目前儲氫材料的研究已經較為廣泛，包括有機化學氫化物，金屬氫化物和配位氫化物，C或BN納米材料，金屬有機骨架，沸石材料，以及共價有機骨架等等。

儘管這些材料表現出許多新奇有趣的特性，然而依然普遍存在一些問題，一方面，它們在加氫和放氫過程中的熱動力學性能都比較差。申請者首次概括了化學氫化物儲氫熱動力學性能改善的標準，為相關研究提供了簡明公式化的理論指導，此研究成果將深入推廣到更多化學氫化物及其他體系。另一方面，已知的這些材料都還沒有達到美國能源部制定的車載系統工作條件下儲氫質量比5.5 wt% (2015年) 的標準，在改善和提升現有儲氫技術的同時，設計和開發新型的儲氫體系和新型結構的儲氫材料迫在眉睫。我們將系統研究金屬有機骨架、共價有機骨架以及二維碳納米材料(如石墨烯等)與其他納米糰簇(如富勒烯等)的複合納米結構在輕質金屬摻雜條件下的儲氫性能。

光解水制氫是氫能經濟不可缺少的環節，我們將利用第一性原理來設計有機光電催化材料，例如，利用化學官能團修飾二維碳納米材料(如石墨烯、多孔石墨烯等)，調節電子結構能帶間隙，獲得有效的電荷分離，力求在納米電子器件以及太陽能光解水制氫中的套用。將含有缺陷的石墨烯作為單層過濾膜，研究氣體分子通過不同尺寸微孔的能壘變化規律，實現氫氣與其他分子如甲烷等的高效分離，對制氫提純過程具有重要的意義。這些研究將為制氫、儲氫等可再生清潔能源的利用提供理論指導和預測，希望有助於地球低碳世界的實現。

此外，染料敏化太陽能電池價格相對低廉，製作工藝簡單，擁有潛在的高光電轉換效率，所以極有可能取代傳統矽系太陽能電池，成為未來太陽能電池的主導。我們的研究重點在於利用計算化學和計算機輔助分子設計的工具和方法，設計新的純有機染料太陽能電池。

輔研究領域與成就

原子與分子物理：

小分子反應碰撞體系的散射問題是物理化學領域最基礎的研究課題之一，針對目前國際上該領域的研究熱點非絕熱效應，系統深入的進行精確量子態的動力學研究，期望為實驗提供更細緻準確的理論依據，如發展經典和量子散射方法研究氧碘雷射器中氧氣分子之間的非絕熱態-態動力學以及臭氧的同位素效應的對稱性機理等，在有條件的情況下，也將涉及研究體系的勢能面構建擬合。

隨著雷射技術的不斷發展，科學家已經成功地產生並測量到了阿秒（10-18 s）尺度的極短脈衝，使得超快電子動力學研究達到了前所未有的時間解析度，利用單個阿秒脈衝，原子或分子內部的電子運動可以被實時觀測並操控，阿秒科學和強場物理迅速成為國際物理研究領域最熱門的方向之一。以申請人獨立開發的高效並行計算程式LZH-DICP為基礎，進一步套用並發展新方法、新程式，從理論上廣泛深入研究原子以及分子在強雷射場中阿秒分辨的量子動力學行為，諸如原子在強雷射場中的閾上電離、分子及分子離子體系的電離和解離行為，揭示其中的物理學本質。通過多種方式組合雷射場，最佳化雷射參數，從原子體系推廣到分子體系，控制高次諧波產生，進行位相控制和啁啾補償，從而控制產生變換極限的阿秒脈衝。

此外，在發展量子含時波包數值方法以及首次從量子水平對單壁碳納米管電子THz回響實驗進行機理解釋和動力學模擬的基礎上，進一步將其推廣到低維納米體系(1維或2維材料)的電子輸運研究。