2024年深秋，甬江实验室主任崔平率团出访新加坡，与多所高校及科研院所深入交流，并热情邀请专家们到宁波实地考察。新加坡国立大学林志群教授在交流后表示：“非常高兴有这样一次面对面的机会，希望双方能在多个方面开展合作！”

 

 

时隔半年，生机盎然的甬江畔迎来了这位国际纳米材料领域知名专家。5月9日，林志群教授应邀回访甬江实验室，并做客高山讲堂。他以“多重外场协同效应提升析氧反应效能”为题，分享在纳米催化领域的前沿突破与应用，妙语连连，现场热烈反响。

 

 

光热+磁场：让纳米颗粒“活”起来

 

围绕纳米材料与能源相关的应用，林志群开展了可回收高分子、纳米材料精准合成、弯月面辅助溶液印刷、钙钛矿太阳能电池与发光二极管、电催化与光催化、电池六大领域的研究，且在各领域均有所突破。每一研究方向都不乏领域内顶级期刊，共发表论文超过400篇，H因子高达惊人的120。在当日的讲座中，林教授主要讲述了纳米材料的制备以及在催化方面的应用。

 

 

凭借高热值与零排放的双重优势，氢气正成为替代化石燃料体系中最具发展潜力的清洁能源载体。电解水是生产绿氢的主要手段，但是阳极析氧反应动力学缓慢，限制了产氢效率。因此，如何寻找合适的阳极材料加速阳极析氧反应成为了一个重要的科学难题。 林志群的研究组巧妙合成了一种被高分子链包裹的NFO纳米粒子。表面的高分子链犹如人的毛发，通过控制其长短可以调控催化剂的效率。有意思的是，这种纳米粒子具有光热效应，在光照下可以原位产生热量，降低反应活化能促进析氧反应的发生。另一方面，在磁场与手性化合物的协同作用下，反应过程中电子的自旋方向得以调控，从而促进了析氧反应的提升。这就好比通过外场给催化剂安装了“涡轮增压”，极大提升了催化剂的催化活性和效率。

 

 

单原子“铁将军”坐镇：驱动电池技术革新，赋能药物合成

 

锌空气电池是一种利用锌与空气中的氧气进行电化学反应的能量装置。得益于其良好的安全性和极高的理论能量密度，在可穿戴设备，医疗仪器等领域有着重要的应用。然而，受制于高效稳定的空气电极催化剂研发瓶颈，其实际能量密度及循环寿命的提升始终面临显著制约。 林教授课题组开发了一种以二硫化钼为基底的铁基单原子催化剂。该催化剂在氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）中均表现出了良好的活性和稳定性，因而可以极大提升锌空气电池的性能与循环寿命。 此外，能不能设计可以催化有机反应的单原子催化剂，从而使其为化工，医药行业赋能？林志群的团队巧妙地设计出了轮辐状介孔碳纳米粒子，并在此基础上合成了具有铁、氮、磷三种元素的单原子催化剂。有意思的是，氮元素和磷元素的比例是3：1，从而形成了非对称的配位体系。这一体系可以用于环氧乙烷的开环反应，产生一系列氨基醇衍生物。相较于传统催化剂，该催化在多次反应循环后仍维持较高活性，从而为氨基醇类药物分子的经济性合成提供关键技术支持。

 

 

从高分子化学到有机化学、无机化学、材料化学，可以说林志群的研究涵盖了整个化学领域。现场不禁有人提问“您的科研生涯从高分子化学开始，横跨材料化学、无机化学、有机化学，涵盖面非常广泛。您是如何选择自己的研究方向，并在每一个选定的方向里都有所成就的？” “兴趣是我最大的动力。”林志群说，不要拘泥于自己的一个小领域，其他相关领域的讲座，与其他学者的交流，都能给他启发，去探索更多未知的领域。“同时，来自不同领域的博士后和学生们也会带给我很多惊喜，与他们以前研究内容的交叉融合，也能碰撞出很多新的花火。”

 

 

他建议年轻学者，在职业生涯刚起步的时候还是要专注于自己的一两个领域，直到在本领域内有所建树后，再去拓展其他的研究方向。 同时，林志群也坦言，称目前的成就，背后有多年的积累与试错。“在美国申请科研经费很困难，所以在美国的20多年里也经历了很多失败。”林志群说，唯一的办法就是多申请项目、多写。正是这段淬炼身心的学术探索历程，锻造出他坚韧的学术品格与敏锐的科研洞察力，最终催生出如今开创性的科研成果。“所以后来到了新加坡，所有的这些经历都变成了经验，帮助我更好地申请科研经费。”

 

 

谈及未来，林志群也将目光瞄准了产业化应用。“现在我非常有想法，希望用我们实验室的新方法解决锂离子电池枝晶的问题，从而提升电池寿命。另外，我也希望在固态电解液领域开发出稳定性高，性能好的产品，早日实现产业化。”林志群志向笃定。

 

林志群教授简介

 

林志群教授,新加坡国立大学化学与生物分子工程学教授。1995年获厦门大学材料化学学士学位,1998年获复旦大学高分子科学硕士学位,2002年获美国麻省大学阿姆赫斯特分校高分子科学与工程博士学位。后于伊利诺伊大学香槟分校做博士后研究。2004年加入美国爱荷华州立大学材料科学与工程系,任助理教授,2010年晋升为副教授。2011年入职佐治亚理工学院,并于2014年晋升为教授。于2022年7月加入新加坡国立大学任教务处讲席教授（Provost's Chair Professor)。其研究领域涵盖嵌段共聚物、共轭聚合物、功能纳米晶、太阳能电池、光催化、电催化、电池、具有多层次结构的组装材料以及其表界面性质等。 林教授发表了超过420篇同行评审期刊文章(h指数为120),19个专著章节,9部书籍。目前担任Nano Energy联合主编及多个知名学术期刊的副主编,包括Nanoscale、Nanoscale Adv.等期刊。获得的头衔包括英国皇家化学会会(RSC Fellow)、日本学术振兴会会士(JSPS Fellow)、美国化学会会士(ACS Fellow)、美国科学促进会会士 (AAAS Fellow) 、 美 国 材 料 研 究 学 会 会 士 (MRS Fellow) 、美国化学会高分子化学分会会士(ACS POLY Fellow)等。