化學(xué)工程：吸附與納米多孔材料研究【大學(xué)組】

化學(xué)工程/材料工程

項目背景

合成化學(xué)的發(fā)展為金屬有機框架等新型多孔材料的設(shè)計提供了可能，使得吸附與納米多孔材料在工業(yè)上產(chǎn)生了愈發(fā)重要的影響。比如，納米靶向藥物輸送系統(tǒng)對癌癥診斷和治療具有根本性意義；新型多孔材料在碳捕獲和存儲方面的特性有助于化石能源經(jīng)濟向以可再生能源為基礎(chǔ)的可持續(xù)經(jīng)濟轉(zhuǎn)變，減輕全球氣候變暖帶來的影響。鑒于此，化學(xué)家、材料科學(xué)家和工程師更多地將目光轉(zhuǎn)向吸附與納米多孔材料研究，力求為諸多研究領(lǐng)域課題找到全新解決方法。項目旨在探討多孔材料，包括金屬有機框架（MOFs）和多孔配位聚合物（PCPs）的最新發(fā)展和吸附應(yīng)用。運算，而生物傳感學(xué)科則以現(xiàn)代化學(xué)為根本，以分析化學(xué)研究為出發(fā)點，旨在發(fā)展定量分析和功能分析新方法。項目將圍繞電化學(xué)生物傳感這一國際前沿課題展開探究。

項目介紹

項目內(nèi)容包括21世紀的納米多孔材料，納米材料的吸附性能，高壓氣體吸附，分子模擬與數(shù)據(jù)可視化，金屬有機框架（MOFs）的工業(yè)應(yīng)用：氣體儲存、分離與藥物輸送等。學(xué)生將在項目中使用Origin、Excel等工具處理數(shù)據(jù)，通過項目熟悉新型納米多孔材料的特性和性能，借由吸附性能和表面積，探討孔隙率評估技術(shù)和挑戰(zhàn)，了解金屬有機框架（MOFs）的工業(yè)應(yīng)用和評估方案，在項目結(jié)束時，提交項目報告，進行成果展示。

適合人群

大學(xué)生

化學(xué)工程與生物技術(shù)、材料科學(xué)與工程、分子工程、納米材料工程、組織工程等專業(yè)或希望修讀相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，對納米多孔材料的行業(yè)應(yīng)用感興趣的學(xué)生；學(xué)生需要具備化學(xué)、材料、熱力學(xué)基礎(chǔ)。

導(dǎo)師介紹

劍橋大學(xué)終身教授

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)終身教授、劍橋大學(xué)吸附與高級材料實驗室（AAML）負責(zé)人，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，以及在此基礎(chǔ)上的金屬有機框架（MOFs）能源和納米級藥物輸送應(yīng)用，特別關(guān)注新型納米材料合成與工程、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。

項目大綱

21世紀的納米多孔材料 Nanoporous materials in the 21st century

納米材料的吸附性能 Adsorption for materials characterization

高壓氣體吸附 High-pressure gas adsorption

分子模擬與數(shù)據(jù)可視化 Molecular simulation and data visualization

金屬有機框架（MOFs）的工業(yè)應(yīng)用：氣體儲存、分離與藥物輸送 Industrial applications in MOFs - gas storage, separation and drug delivery

項目回顧與成果展示 Program Review and Presentation

論文輔導(dǎo) Project Deliverables Tutoring

時間安排與收獲

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時

學(xué)術(shù)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（可用于申請）

結(jié)業(yè)證書

成績單