開始日期: 2025-09-20

　　課時安排: 7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周不限時論文指導(dǎo)學(xué)習(xí)

　　適合人群

　　適合年級 (Grade): 高中生/大學(xué)生

　　適合專業(yè) (Major): 材料科學(xué)與工程、材料化學(xué)、納米化學(xué)、催化材料、儲氫材料、碳捕捉等專業(yè)或者相關(guān)專業(yè)或?qū)ο嚓P(guān)領(lǐng)域感興趣的學(xué)生;

　　建議選修: 化學(xué)基礎(chǔ)理論與跨學(xué)科應(yīng)用

　　導(dǎo)師介紹

　　David

　　劍橋大學(xué) University of Cambridge終身正教授

　　David導(dǎo)師現(xiàn)任英國皇家學(xué)會(The Royal Society)分子工程會員、劍橋大學(xué)化學(xué)工程與生物技術(shù)終身正教授、劍橋大學(xué)吸附與高級材料實驗室(AAML)負責(zé)人。他曾榮獲英國皇家化學(xué)學(xué)會(The Royal Society of Chemistry，RSC)Barrer Award、歐洲研究委員會(European Research Council, ERC)鞏固基金(Consolidator Grants)。

　　David導(dǎo)師的研究聚焦納米多孔材料的分子識別和吸附過程分子機制研究，以及在此基礎(chǔ)上的新型多孔材料可再生能源和納米級藥物輸送應(yīng)用。特別關(guān)注于新型納米材料合成與工程(如金屬有機框架MOF)、分子建模、癌癥治療藥物輸送過程、可持續(xù)工業(yè)應(yīng)用等綜合性研究。

　　任職學(xué)校

　　劍橋大學(xué)建校于1209年，是世界范圍內(nèi)歷史最為悠久的大學(xué)之一，英國Top2名校，G5名校之一。劍橋大學(xué)享有世界聲譽，在英國社會和高等教育系統(tǒng)中具有極其重要的地位，同時具有廣泛的世界性影響。許多青年學(xué)子都以到劍橋大學(xué)深造為理想。劍橋大學(xué)在2020年QS世界大學(xué)綜合排名位列第7。

　　項目背景

　　金屬有機骨架材料(MOFs)是一類由金屬離子或簇和有機配體組成的多孔材料，具有極高的比表面積、可調(diào)節(jié)的孔隙結(jié)構(gòu)和豐富的功能化特性。MOFs的結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活性使其在氣體吸附、儲存和分離等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，尤其在氫氣、二氧化碳捕集以及天然氣儲存等清潔能源領(lǐng)域的應(yīng)用中備受關(guān)注。MOFs的可調(diào)結(jié)構(gòu)提供了對特定分子或離子的選擇性吸附，這一特性帶來了在環(huán)境治理、能源轉(zhuǎn)化和生物醫(yī)藥等方面的廣闊機遇。未來，MOFs的研究將集中在材料穩(wěn)定性提升、制備成本降低以及大規(guī)模應(yīng)用的開發(fā)，以推動其在工業(yè)、醫(yī)藥、催化和能源存儲中的廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)更具可持續(xù)性的解決方案。

　　項目介紹

　　本項目將圍繞多孔納米材料的性質(zhì)、表征及應(yīng)用展開。首先我們將學(xué)習(xí)吸附的一般描述，介紹吸附等溫線的類型，金屬有機骨架(MOFs)與多孔配位聚合物(PCP)等新型納米多孔材料描述以及合成。其次我們將詳細描述氣體吸附，重點討論BET方程如何用于多孔材料的表征，最后我們將介紹多孔材料的應(yīng)用，學(xué)習(xí)關(guān)于納米材料在氣體儲存在工業(yè)中，以及在生物醫(yī)藥、藥物輸送方面的應(yīng)用。

　　在項目結(jié)束時，學(xué)生將根據(jù)納米材料的特性探究其在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用，并提交項目報告，進行成果展示。

　　個性化研究課題參考：

　　MOFs衍生碳基材料的可控制備及其催化性能

　　功能無機多孔分離材料的制備及其相關(guān)環(huán)保應(yīng)用

　　MOFs基的納米藥物用于化學(xué)動力學(xué)治療

　　天然藥物和銀納米顆粒復(fù)合MOFs材料制備及生物應(yīng)用

　　項目大綱

　　吸附原理與多孔材料概論、多孔材料發(fā)展前景，納米金屬有機材料示例、合成方法 Adsorption and porous Materials: Development of porous materials with a specific focus on metal-organic frameworks, synthesis of MOFs

　　納米多孔材料的表征 The characterization of advanced, nanoporous materials:

　　材料表征案例學(xué)習(xí)：表征納米多孔材料吸附平衡 Materials characterization case study from a range of nanoporous materials

　　多孔材料的工業(yè)應(yīng)用(一) The industrial application of porous materials (I)

　　多孔材料的工業(yè)應(yīng)用(二) The industrial application of porous materials (II)

　　項目回顧與成果展示 Program review and presentation

　　論文輔導(dǎo) Project deliverable tutoring

　　項目收獲

　　7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周不限時論文指導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時

　　項目報告

　　優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

　　EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表指導(dǎo)(可用于申請)

　　結(jié)業(yè)證書

　　成績單

　　LASER Award in Research Skills for Academic Study官方證書并轉(zhuǎn)換8 UCAS Tariff Points(可選)

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