2024年7月4日，国际前沿科学研究院实体化运行三周年发展研讨会在将军路校区A18行政楼300会议室举行。国际前沿科学研究院院长、中国科学院院士郭万林率前沿院全体师生参加会议。校长姜斌，校党委常委、党委宣传部/教师工作部部长王晖，校长助理、党政办公室主任张启钱出席会议。会议由张启钱主持。校科协、发规处/发展研究中心、人事处、研究生院、教务处、科研院、国资处、国合处、将军路校区管委会、天目湖校区管委会、国际创新港建设办、机关党委、分析测试中心、航空学院、材料学院、物理学院等部门和学院主要负责同志参加了会议。前沿院副院长张助华教授汇报了前沿院实体化运行三年来的建设发展情况。在人才引培方面，前沿院持续打造人才高地，招揽了一批优秀的海内外青年才俊，培育了多名国家级青年人才，已凝聚形成了一支扎根前沿研究的队伍，取得了一系列科研成果；在基础研究方面，前沿院充分发挥引领作用，在Science、Nature等国际顶级期刊上发表了120余篇高水平学术论文，研究成果“基于固液界面力电耦合的水伏效应”荣获2023年国家自然科学二等奖和教育部自然科学一等奖；在学术交流方面，前沿院举办了2024年全国固体力学学
2024年6月11日上午，东南大学首席教授徐春祥博士，国家自然科学基金委杰出青年科学基金获得者，来我院作题为“低维表界面超快光谱探测”的学术报告。国际前沿科学研究院院长郭万林院士，前沿院、航空学院等相关学院师生参加了此次学术活动，会议由前沿院副院长张助华教授主持。 报告会伊始，张助华教授对徐春祥教授的到来表示热烈欢迎，并介绍了徐春祥教授的学术背景、研究经历和科研成果。 随后，徐春祥教授详细介绍了飞秒激光超快光谱技术在光电材料和器件表面载流子弛豫与输运动力学方面的最新研究进展。首先，他简要介绍了光与物质相互作用的载流子动力学的基本原理及基本的实验测量方法，并重点阐述了时空分辨泵浦探测技术与超快光声探测技术的基本原理及其各自优缺点，接着举例讨论了时间分辨荧光技术在ZnO以及二维钙钛矿半导体材料发光动力学及其调控研究方面的应用，展示了其独特的超时空分辨表征能力。 徐教授还讲述了时空分辨泵浦探测与成像技术的基本原理及其在分析MoS2和MoSe2等二维过渡金属硫化物中载流子空间分布演化过程的具体应用，着重介绍了超快声波脉冲全光诱导与泵浦探测新技术的可能实现途径，利用飞秒激光产生的超快声波脉冲可
2024年5月17日上午，新加坡国立大学王学森副教授应邀来我校国际前沿科学研究院作题为“基于外延生长摩尔超晶格量子材料”的学术报告。会议由前沿院院长助理刘衍朋教授主持，前沿院、航空学院及相关单位的师生参加了此次学术活动。报告会伊始，刘衍朋对王学森的到来表示热烈欢迎，并介绍了王学森的学术背景、研究经历和科研成果。会上，王学森详细介绍了摩尔（moirè）超晶格体系近年来的研究进展及物理背景，表示摩尔双层（或多层）结构可为我们提供一类可设计的纳米材料，并可能呈现一些奇异的物理性质，包括平坦电子能带（flat bands）、莫特（Mott）绝缘体、超导电性等。随后他分享了在单晶衬底上外延生长摩尔原子层的研究成果，目前其团队已经观察到五族（锑、铋等）原子层在四-六族化合物上形成的外延摩尔结构，摩尔超晶格的形成预示着呈现相应的奇异电子态。最后王老师总结并展望相关领域的研究前景，表示更多丰富的材料体系及相应外延摩尔结构的物性值得未来进一步深入探索。王学森的报告从固体物理、凝聚态物理等角度阐述了关于摩尔超晶格量子材料的研究思路，并结合团队成果深入浅出地讲解了相关领域的研究进展及发展前景。报告内容丰富精
前沿院团队JACS：基于沸石纳米管阵列膜的二甲苯异构体的高效分离
近日，南京航空航天大学国际前沿科学研究院团队在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc，JACS）上在线发表了题为“Exceptionally fast separation of xylene isomers with zeolitic nanotube array membranes”的研究论文。该工作的第一作者为沈纯博士，通讯作者为郭万林院士和仇虎教授，共同作者还包括薛敏珉博士。二甲苯作为一种关键的化工原料，在工业生产、实验室研究和家庭清洁等多个领域发挥着重要作用。然而，由于二甲苯异构体具有相似的结构和相近的沸点，其分离和纯化一直面临着巨大挑战。带有微孔的分离膜有望实现二甲苯异构体的高效、低成本分离。对常见的工业分离而言，需要分离膜具有一定的厚度以承受施加的压强。然而，随着膜厚增加，其通透性（单位时间、单位面积、单位压强下通过分离膜的分子数）往往变差，这是由于孔隙率降低且膜内液/气分子迁移通路变长。针对这一挑战，团队设计了一种由沸石纳米管阵列组成的新型分离膜，能在厚度增大时获得更高的通透性（图1）。这一新颖分离膜为二甲苯的高效、低成本分离提供了新思路，并有望应用于其他一
前沿院团队关于质子库仑阻塞效应的工作发表于《Phys. Rev. Lett.》
近日，南京航空航天大学国际前沿科学研究院团队在力学及物理领域顶级期刊Phys. Rev. Lett.上发表了题为“Proton Coulomb Blockade Effect Involving Covalent Oxygen-Hydrogen Bond Switching”的研究论文。质子迁移与一系列重要物理、化学及生物学过程密切相关。早在1804年，研究人员就发现，体相水中的质子沿着氢键从一个水分子向另一个逐步“跳跃”传输，即“Grotthuss机制”。不同于这一经典认识，团队通过量子和经典分子动力学模拟发现，生物质子通道中的质子传输会采用“敲击机制”，即，两个质子会在形成氢键的水分子和氨基酸之间发生协同传输。团队还构造了与生物质子通道具有相似的官能团的仿生纳米通道，在其中复现了质子敲击传输过程，并揭示了一种前所未见的质子库仑阻塞效应。图1 质子敲击传输过程示意图生物质子通道中的质子敲击传输首先通过混合量子力学和分子力学（QM/MM）模拟研究了人类电压门控质子通道 (hHv1) hHv1中的质子传输过程。发现在150mV膜电压下，通道内连续水链处的质子传输采用Grotthuss机制
2024年4月22日下午，南京大学医学院附属口腔医院牟永斌教授应邀来我校明故宫校区A9号楼506会议室作题为“生物纳米材料的免疫调控研究”的学术报告。会议由国际前沿科学研究院副院长张助华教授主持，前沿院、航空学院及相关学院的师生参加了此次学术活动。报告会伊始，张助华教授对牟永斌教授的到来表示热烈欢迎，并介绍了牟永斌教授的学术背景、研究经历和科研成果。随后，牟永斌教授详细介绍了生物纳米材料在肿瘤治疗和抗菌方面的最新研究进展，阐释了纳米材料在药物传递和治疗性干预的应用优势，包括表面正电荷纳米载体活化DCs抗肿瘤免疫功能、有机硅包铁纳米复合材料调控DCs与巨噬细胞功能、新型Mxenes材料的生物应用等肿瘤免疫方面的研究；讨论了纳米材料在抗菌领域通过物理和化学机制对抗细菌生物膜的能力，包括多巴胺复合纳米银载体增强光热杀菌、光动力增强纳米材料促进糖尿病伤口愈合等；最后总结并展望了生物纳米材料免疫调控未来可能的研究方向。近年来，牟永斌教授团队通过开发免疫细胞调控与多功能抗菌的纳米材料与诸多实验课题组合作产出了一系列极具影响力的研究成果。牟永斌教授的报告与医学案例紧密结合，从生物医学的研究背景展开，
前沿院基于范德华异质结构的高非线性二维存储选择器工作发表于Small
近日，南京航空航天大学郭万林院士/刘衍朋教授团队在Small期刊上发表了题为“Two-dimensional Memory Selectors with Giant Nonlinearity Enabled by Van der Waals Heterostructures”的研究论文。基于范德华异质结构的高非线性二维存储选择器导读：由一个选择器与一个存储器（1S1R）组成的的交叉架构电阻存储器，在非易失性内存计算芯片和高密度存储器应用方面具有巨大潜力。为了防止不同单元间的串扰或漏电流，选择器往往必须具有出色的可调谐双极非线性。为此，南京航空航天大学郭万林院士团队刘衍朋教授课题组通过构筑石墨烯/氮化硼/二硒化钨基异质结开发出一种高性能二维选择器。得益于原子级干净的二维异质界面，选择器的非线性在工作温度为300 ~ 80 K区间均稳定在102以上，为目前已知二维选择器中最优值。更为重要的是，在经历70,000个开关周期后，二维选择器没有明细退化的迹象，为进一步将二维选择器真正组装到现代存储器中铺平了道路。图1. 石墨烯/氮化硼/二硒化钨基（Gr/hBN/WSe2）选择器的结构表征Gr/
前沿院新型石墨烯电双层晶体管工作发表于Adv. Funct. Mater.
近日，南京航空航天大学郭万林院士/刘衍朋教授团队在Adv. Funct. Mater.期刊上发表了题为“Evolution of Graphene Dirac Fermions in Electric double-layer Transistors with a Soft Barrier”的研究论文。
汇聚智慧，共探固体力学新篇章！3月30日-4月1日，2024年全国固体力学学术会议在南京成功召开，吸引了包括12位院士在内的3000余位专家学者参会。本次会议是继上届2018年在哈尔滨举办，时隔6年后的再一次启幕。与会人员分别来自国内外311家单位，包括190所大学、100所科研机构和21家科技公司。开幕式及大会报告同步在线直播，共计吸引相关领域专家学者6.6万人次观看学习。本次大会以“固体力学前沿与挑战”为主题，旨在汇聚智慧、激发创新，共同探讨固体力学及相关领域的发展机遇与未来挑战，共设立1个主会场以及28个分会场。会议由中国力学学会固体力学专业委员会、国家自然科学基金委数理科学部、江苏省力学学会共同主办，南京航空航天大学与中国科学院力学研究所联袂承办。中国科学院院士杨卫、郑晓静、高华健、张统一、郭万林、魏悦广、芮筱亭、郑泉水、周又和、郭旭、段慧玲，中国工程院院士涂善东，长征五号运载火箭总指挥王珏，国家自然科学基金委员会数理学部原副主任孟庆国、国家自然科学基金委员会数理学部力学处处长张攀峰，江苏省科协二级巡视员李政，中国科学院力学研究所所长罗喜胜，南京航空航天大学校长姜斌等领导嘉宾出
近日，南京航空航天大学郭万林院士团队的张助华教授课题组结合高速摄影与多物理场仿真，揭示具有两个电极的滴水发电器件超高电压的产生机制，建立输出电信号与器件几何尺寸、水滴运动相关参数的解析关系，并通过器件的优化设计将输出电压提升至1030V，能量转换效率提升至3.3%。该研究成果以“Dynamical Mechanism for Reaching Ultrahigh Voltages from a Falling Droplet”为题发表在Advanced Functional Materials上。 作者首先通过高速相机对水滴在不同位置撞击发电器件表面时的铺展、与上电极接触和收缩过程的动力学行为进行实验观察，并同步记录器件输出的电信号（图1a）。通过将水滴与上电极的接触长度（l）、表面的接触面积（S）与记录到的电压（U）及其对应的电荷转移量（q）进行对比，作者发现电压U正相关于l的变化速率，也就是 dl/dt（图1b、c）。利用从多物理场仿真结果中得到的电荷在两个电极上的分布规律（图1d），作者建立模型，将分布在上电极的电荷量随时间的变化表达为由l、S、装置中聚合物的厚度、相对介电
国际前沿科学研究院（以下简称“前沿院”）于3月8日在南京航空航天大学江宁校区行政楼400A会议室召开了2024科研工作会议暨基金申报辅导会，旨在帮助学院内的科研团队提升基金申报的水平和质量，进一步推动学院科研事业的发展。前沿院院长郭万林院士、副院长张助华教授出席会议，前沿院众多青年教师积极参会。会议伊始，郭万林院士首先致辞，并强调了基金申报对于学院科研工作的重要性，鼓励广大教师积极参与申报工作，不断提升自身的科研能力和水平。随后，针对各位青年教师的基金申报工作逐一进行细心指导。围绕基金申报，郭万林院士建议选题要具有新颖性和前沿性，并紧密结合，国家和地方的战略需求，体现学科前沿和融合的特点。同时，研究内容要具有明确的目标和可行的技术路线，能够解决实际问题并推动学科发展。此外，创新性是基金评审的重要标准之一，科研工作者需要在研究方法和思路上有所突破，提出具有创新性的观点和解决方案。本次基金申报辅导会的成功召开，为前沿院广大教师和科研人员提供了一次难得的学习和交流机会。它不仅提高了教师们的基金申报水平和质量，也进一步激发了大家的科研热情和创新精神。相信在学院领导和全体师生的共同努力下，前沿院
为了深入开展岁末年初冬季消防宣传活动，切实提高全体老师的消防安全意识，增强消防必备技能，减少校园内火灾隐患，避免和降低突发事件可能造成的损失，2024年1月5日下午，前沿院联合有关部门开展消防进校园活动，举办了一场以“预防为主，生命至上”为主题的冬季消防安全知识公益培训。培训教员结合11.16山西大火致26人遇难等特大火灾案例，深刻剖析了引发火灾的原因，讲解了校园内安全隐患的排查和预防措施，深入学习贯彻新的安全生产法等法律法规，以及实验室安全注意事项，他强调落实消防责任人的重要性，重在加强日常消防安全检查和防范。活动还进行了消防器材的使用与操作演练，培训教员介绍了不同类型灭火器的用途及特点，演示了灭火器、消防面具的使用步骤，介绍了发生重大安全事故如何应急处理逃生、家庭用电用气安全和交通车辆出行安全注意事项等日常消防安全常识，强调应该“像穿衣吃饭一样重视消防安全”。 本次培训内容生动具体，可操作性强，使全院职工进一步了解了消防安全的重要性、日常防火知识以及出现火情的应急处理方法等，为切实做好消防安全工作打下了坚实的基础。培训结束后，全体与会人员合影留念。生命重于泰山，前沿院始终深入贯彻“
12月15日至18日，由南京航空航天大学、北京理工大学珠海学院、中国力学学会物理学会专委会主办，中科院深圳先进技术研究院、清华大学、清华大学深圳国际研究生院、哈尔滨工业大学（深圳）协办，珠海市自动化学会、天威集团承办的2023年材料前沿研究国际研讨会在广东省珠海市成功举办。美国Rice大学讲席教授Boris I .Yakobson、南方科技大学俞大鹏院士、南京航空航天大学郭万林院士、清华大学郑泉水院士、中国科学技术大学俞书宏院士、清华大学李景虹院士、澳大利亚皇家墨尔本理工大学贾宝华院士、欧洲科学院外籍院士曾晓成教授等中外300余位专家学者参加了会议。研讨会开幕式由南京航空航天大学国际前沿科学研究院副院长张助华教授主持。本次研讨会邀请了来自国内外著名理论、实验科学家，介绍了他们在功能材料预测、合成和表征方面的最新成果。会议主题涵盖先进计算方法、数据驱动的材料设计与制造、新型功能材料的合成与应用等。研讨会开幕式上，南京航空航天大学郭万林院士和北京理工大学副校长、北京理工大学珠海学院校长邹美帅教授代表主办单位致欢迎辞。本次研讨会共安排学术报告111场，包括5个大会报告，33个主旨报告，50个
前沿院滴水生电超千伏工作发表于Science Advances
近日，南京航空航天大学郭万林院士/殷俊教授团队在Science子刊Science Advances上发表了题为“Sparking potential over 1200 V by a falling water droplet”的研究论文。该论文提出了考虑宏观尺度上液滴铺展动力学、微观尺度上双电层（EDL）形成动态过程及电路电容的滴水生电水伏器件的综合模型，揭示了双电极构型器件输出电压的主导因素，给出了器件输出的理论极限，以此为指导优化器件实现滴水生电超1200 V的火花电势。利用千伏脉冲输出驱动了常温常压下气体电离，结合电解水系统的阻抗匹配设计实现了水的电解制氢。研究背景液-固混合系统中，离子通过受限通道的选择性迁移会改变局部电位，经典的例子包括神经系统中的动作电位以及动电效应中的流动势。然而，离子迁移速度的限制使得电位的上升通常需要数毫秒，电压幅值限于数百毫伏。近年来，利用功能材料与水之间的相互作用直接生电的水伏效应为利用水能提供了新途径。其中，降雨分布广泛且蕴含巨大能量，从下落雨滴中获取电能吸引了广泛关注。通过引入极化表面、晶体管启发的体效应、图案化电极、表面电荷注入等方式，滴水
