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近期，交大科研人员在研究空气污染的社会经济影响、可修复高介电聚合物复合材料、超分子光催化产氢、功能软材料手性产生机制等方面取得新进展。
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目录
01
西安交大科研人员在研究空气污染的社会经济影响方面取得新进展
02
西安交大科研团队在可修复高介电聚合物复合材料研究领域取得重要进展
03
西安交大科研人员构筑四苯乙烯多组分金属笼用于光催化产氢
04
西安交大科研人员解析一维系统中长程有序手性产生新机制
西安交大科研人员
在研究空气污染的社会经济
影响方面取得新进展
研究背景
廓清影响社会稳定的环境因素，聚焦探讨政府环境治理的社会安全效应，对维护社会平安稳定，建设更高水平的平安中国，持续增强人民群众获得感、幸福感和安全感具有重要的现实意义，也是推进国家治理体系和治理能力现代化的重要工作。当前针对空气污染负外部性和社会成本的相关研究主要聚焦于公共健康和生产率，鲜有经济学文献研究其对社会治安的影响。
科研创新
基于此，西安交通大学经金学院李江龙教授和博士生孟观飞针对上述问题开展了深入研究。该研究基于社会冲突信息和空气污染等数据，借助逆温现象和上风向城市的污染程度对空气污染的外生冲击，识别了空气污染暴露对社会冲突的因果效应并探究了其潜在的影响机制。
研究发现，空气污染显著增加了社会冲突发生的概率和频次，同时还发现重度空气污染加剧社会冲突的边际效应更大。此外，由于暴露程度和权利意识的差异，空气污染对社会冲突的影响在不同工作场所和地区存在明显的异质性。机制研究表明，空气污染可能增加了个体风险偏好，进而在理性行为人框架下论证了社会冲突增加的微观基础。
该研究不仅从空气污染治理的社会安全角度拓展了对空气污染负外部性的理解，而且也为更全面估算空气污染的经济社会成本和优化环境治理政策提供了新思路以及科学参考。
科研成果
论文题目
《污染暴露与社会冲突》（Pollution exposure and social conflicts）
发表期刊
《环境经济与管理》
Journal of Environmental Economics and Management（JEEM）
论文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0095069623000888
文章作者
西安交通大学经济与金融学院李江龙教授为该文第一作者和通讯作者，西安交通大学经济与金融学院为唯一署名单位。
西安交大科研团队
在可修复高介电聚合物复合材料
研究领域取得重要进展
研究背景
高介电常数聚合物基复合材料因其高能量密度、易于加工和重量轻的特点，被广泛应用于介电储能和电场调控绝缘领域，在电气和电子行业发挥着重要作用。随着输变电设备电压等级的提升和电子电路愈加集成化，小型化的发展，高介电复合材料运行时所承受的电应力不断提升，发生电损伤破坏的概率大幅增加，严重影响其服役可靠性寿命。因此，构建具有优异绝缘性能和可修复性（尤其是电损伤可修复性）的高介电复合材料，对于提升设备可靠性，延长设备使用寿命、促进电气/电子工业的技术发展具有重要意义。
近年来，随着动态共价键技术的发展，可修复机械损伤的聚合物电介质材料已经成为现实。然而，关于高性能和可修复电损伤的高介电复合材料的相关研究仍鲜有报道。这主要是由于以下的技术瓶颈：（1）引入动态共价键可能导致材料性能下降，难以获得兼具高介电性能和可修复性的高介电复合材料；（2）不同于单一组分的热固性材料，高介电复合材料含有的较多填料限制了动态共价键的修复作用；（3）不同于机械损伤，电损伤往往破坏材料有机结构并生成残碳，其更难被传统的动态共价键交换修复。
科研创新
西安交通大学电气学院张冠军教授课题组提出了一种创新性的解决方案。由于动态二硫键在诸多动态共价键中具有反应条件温和、无需催化剂、多重响应性、易于获得等优点，以此为启发，团队设计并制备了一种含动态二硫键的环氧树脂基高介电复合材料，通过在环氧基体和钛酸钡填料表面共同引入动态二硫键结构，实现材料介电参数的改善和动态共价键修复能力的提升；引入硫醇洗脱手段去除表面闪络后的杂质，实现绝缘材料电损伤的有效修复。研究结果表明该材料具有优异的介电性能和耐热能力，介质损耗低于0.025（室温下，0.1Hz），击穿场强达到26kV/mm（50Hz AC，1mm样品），具有148°C的玻璃化转变温度。可修复特性方面，该材料可以在180°C下加热10分钟以修复机械划痕，并可以通过80°C下硫醇处理60分钟实现表面电损伤的修复。该研究成果为可修复高介电复合材料在电子和电气行业中的应用提供了新的解决方案。对高性能、长寿命高介电复合材料的实现提供了重要参考价值，具有很大的应用潜力和转化前景。
科研成果
论文题目
《环氧树脂基高介电复合类玻璃材料：具有低介电损耗、高击穿强度和表面电损伤可修复性》（Epoxy-based high-k composite vitrimer: With low dielectric loss, high breakdown strength and surface electrical damage repairability）
发表期刊
《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）
论文链接
http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2023.145199
文章作者
论文第一作者为西安交通大学电气学院博士生张宇程，通讯作者为西安交通大学李文栋助理教授和张冠军教授。该工作的第一完成单位为西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室。
西安交大科研人员
构筑四苯乙烯多组分金属笼
用于光催化产氢
研究背景
光催化产氢因其具有经济高效、环境友好的优点，因此在生产清洁、可再生和可储存能源方面受到了极大关注。与传统金属配合物相比，金属有机笼状化合物由于具有可调的化学组成与明确的纳米尺度结构，这有助于调节金属笼内的电子或能量传递，从而提高光催化活性。然而，目前基于金属笼的光催化产氢体系大多缺乏用于光催化的不饱和金属中心，此外，实现高效的光催化产氢还需要将吸光能力良好的光敏剂引入至金属笼中，因此，发展同时满足以上需求并完成高效光催化产氢的金属笼需仍具有挑战。
科研创新
西安交通大学材料学院张明明教授课题基于多组分配位金属笼的优势与同网格合成的策略相结合，成功制备了一系列结构与功能可调的金属笼，值得注意的是，该策略可以在保持金属笼结构完整的基础上将金属铼催化剂与四苯乙烯光敏剂同时整合至金属笼中，从而实现高效光催化产氢，其产氢效率高达1707 μmol g-1h-1。此外，通过飞秒瞬态吸收光谱与DFT计算揭示了金属笼可以作为催化中心与光敏中心精确有序排列的平台，实现高效和定向的电子转移，从而实现优异的光催化性能。本研究提供了一种将多功能配体集成到特定金属笼中以提高光催化产氢效率的通用策略，这将指导未来金属笼在光催化设计中的应用。
科研成果
论文题目
《基于同网格合成策略构筑四苯乙烯多组分金属笼用于光催化产氢》（Isoreticular Preparation of Tetraphenylethylene-based Multicomponent Metallacages towards Light-Driven Hydrogen Production）
发表期刊
《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）
论文链接
https://doi.org/10.1002/anie.202311137
文章作者
该论文第一作者为西安交大材料学院博士生穆超群、西安电子科技大学张雷副教授与西安交大前沿院李国平助理教授，通讯作者为西安交大材料学院张明明教授、侯亚丽博士与西安交大前沿院何刚教授。西安交大金属材料强度国家重点实验室是论文第一通讯单位。
西安交大科研人员
解析一维系统中长程有序手性
产生新机制
研究背景
手性结构及其调控方式与生命现象密切相关，是近些年化学、物理、材料、生物、等众多领域中的及其重要的研究方向。理解和控制手性的形成对基础研究以及工业应用都具有举足轻重的作用，然而如何探究生命分子的整体单一手性起源仍然是本领域的研究热点和难点。
柱状相作为典型的一维结构，存在于许多π共轭化合物的1D维半导体中，它们可用于光收集和光发射、传感器、离子导体等，将这些特征与手性相结合可以增强它们作为功能材料的多样性。然而，常规意义上的柱状相由熔融的柔性链把液晶柱相互隔离，因此实际上是一个一维的系统。传统意义上，由于螺旋反转缺陷的存在，在一维的系统中是不可能维持手性的长程有序。因此，截止目前为止，对于柱相结构中长程均一手性的形成机理以及构筑方式的研究还十分有限。
科研创新
西安交通大学刘峰教授/Goran Ungar教授团队与河南工业大学、罗马尼亚科学院、南京大学以及英国谢菲尔德大学的研究人员合作，借助于上海同步辐射光源、英国钻石同步辐射光源以及西安交大分析测试中心等仪器设备，合成并研究了一系列具有手性中心的多链型分子在不同温度下的自组装行为，研究发现纯R-C10和S-C10对映体能够自发形成短程有序的手性六方柱状相(Colh*)，而其外消旋混合物则能够形成长程有序的正交Fddd相，每个晶胞由4个右旋柱和4个柱子左旋柱组成。在该结构中，对映体表现出明确的自分类现象，有序地排布于对应手性的螺旋柱中。在此基础上，进一步研究揭示了Fddd相中长程手性柱的形成机理以及构筑方式。
图1. 用于研究自组装行为的多链型分子结构R-C10和S-C10，纯对映体形成的手性六方柱状相(Colh*)和外消旋体形成的Fddd相模型。
借助于多种X射线散射与偏光显微镜成像技术，研究人员首先确认了分子的自组装结构(图1)。在此基础上，使用调制模式DSC(MDSC)、热/冷速率高达6000K/s的Flash DSC、基于Mueller matrix的同步辐射CD光谱以及分子动力学计算等方法进一步探究了长程有序手性产生的过程。
科研成果
论文题目
《Fddd液晶中相反螺旋纽带的对映体自分类-反铁手性和顺手性》(Enantiomers Self-Sort into Separate Counter-Twisted Ribbons of the Fddd Liquid Crystal-Antiferrochirality and Parachirality)
发表期刊
《美国化学会志》《Journal of the American Chemical Society》
论文链接
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.3c06164
文章作者
西安交大材料学院的博士生汪艳与河南工业大学的李亚馨博士为该论文的共同第一作者，通讯作者是西安交大金属材料强度国家重点实验室的Ungar Goran教授和刘峰教授，陕西省软物质国际联合研究中心与西安交大金属材料强度国家重点实验室为本文的第一单位。
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