报告人：朱倍恩（中国科学院上海高等研究院）

报告时间：2020年5月20日晚上19:00-20:00

腾讯会议ID：325902073

报告摘要：

确认固体表面的微观水结构和性质是物理、生物、材料、化学、地质、环境和纳米科学等领域里重要的研究课题，对于水的蒸发、润湿性、催化活性等物理、化学现象有着重要的意义。最近，我们和实验合作对真实水汽环境中的TiO2-anatase重构表面上的吸附水结构进行了研究。此前，大家认为这个表面上的吸附水结构是“单凸起”的（Phys. Rev. Lett. 121, 206003 (2018)）。而浙江大学电镜中心的张泽院士与王勇教授课题组使用先进环境原位电镜得到的原子尺度图像以及我们的第一性原理计算结果充分证明了水汽中该表面的稳定吸附水结构具有“双凸起”结构，是由一个水分子在二氧化钛表面打开后形成的两个OH离子和另外两个吸附水分子形成了一种稳定的复合结构。我们的理论计算同时说明“单凸起”结构是真空稳定结构而“双凸起”结构是水汽环境中稳定结构，并推断反应环境的变化会引起表面水分子结构变化，产生不同的实验图像。基于此我们进一步设计了实验，最终实现了在分子尺度直接“看到”化学反应过程中的水分子动态变化这一“梦想”（Science, 367, 428 (2020)）。而另一方面，不仅仅固体表面的界面水结构会受到水汽环境的影响，水汽中的金属纳米固体结构本身也会随着环境温度、水汽压强而变化。这一现象最早由Hansen等人在实验中发现（Science 295, 2053 (2002)），但是水汽环境能够改变固体金属材料结构的原因和机理一直成谜。通过常规计算手段得到的定性结果都不能解释这一现象，直到最近我们使用自主发展的原位定量理论模型才在理论上得到了解释。在我们的工作中我们成功对水汽环境中金属纳米颗粒的形貌演变进行了模拟和预测，研究发现水分子在金属表面的绝对吸附能尽管不大，但是其在各个不同表面的吸附能相对差异却足以引起金属稳定结构的变化。我们的工作同时也实现了对反应气氛中纳米材料结构形貌变化定量描述的突破

报告人简历

1983年1月出生，2001年进入复旦大学物理系学习，2005年获得学士学位并免试直升进入复旦大学现代物理研究所硕博连读师从潘正瑛教授攻读博士学位，2010年毕业获得博士学位。毕业之后先后在比利时和法国进行博士后研究工作，2014年回国进入中国科学院上海应用物理研究所水科学室工作，2018年跟随部门划转至中国科学院上海高等研究院工作至今。主要研究领域为真实环境下固液、固气表界面物理、化学现象的理论计算模拟,致力于发展原位环境下定量、实时描述表界面结构性能变化的新模型、新方法。在包括《Science》、《Nature Catalysis》、《Nano Letters》《Angew. Chem. Int. Ed,》等杂志上发表过多篇（共同）第一作者、共同通讯作者论文。