点我！看清华最近科研进展~(4)

图2. Sm-BFBT超顺电薄膜的介电、极化和储能性能

图3. SHG和STEM手段探究超顺电的微观结构机理
相关成果以“超顺电态弛豫铁电中的超高储能密度”（Ultrahigh energy storage insuperparaelectric relaxor ferroelectrics）为题，于10月1日在线发表于国际著名期刊《科学》（Science）上。清华大学材料学院已毕业博士生潘豪和2017级博士生蓝顺为文章共同第一作者，林元华教授、南策文院士及中科院物理所金奎娟研究员为文章共同通讯作者。论文重要合作者包括北京理工大学黄厚兵研究员，宾夕法尼亚州立大学陈龙庆教授，中科院物理所谷林研究员、张庆华研究员、郭尔佳研究员，剑桥大学朱迪丝·麦克马努斯-德里斯科尔（Judith L. MacManus-Driscoll）教授，南洋理工大学王骁助理教授，清华大学材料学院易迪助理教授、孟繁琦博士、刘亦谦博士等相关人员。
本工作获得了国家自然科学基金委基础科学中心项目等的资助。
航院王兵团队在体相纳米气泡
稳定机制研究上取得新进展
体相纳米气泡具有尺寸小、比表面积大、表面负载电荷等独特物理性质，其在工业清洁、物质转化、医学成像、医疗健康、污水治理以及农业生产等领域有广阔的应用前景，近年来备受学术界、工业界和医学界的关注。虽然纳米气泡在各个领域的应用取得快速进展，并且成效显著，但国际上始终没有一种理论能够对它的稳定性机制给出完美解释。清华大学航院王兵团队首次报道了几纳米至百纳米尺度体相纳米气泡的分子动力学模拟结果，揭示了气泡内部及气液界面特性，提出并检验了一种纳米气泡稳定性判据理论。
悬浮在液体中的纳米气泡始终处于布朗运动，其很多物性难以用实验手段直接探测，故对其稳定机制的解释尚缺乏共识。王兵研究团队在国家自然科学基金的支持下，采用分子动力学模拟的手段，统计揭示了不同尺寸体相纳米气泡的物性，包括气泡内密度、压强、表面电荷、表面分子结构，以及气体扩散特性等。在获得这些物性的基础上，研究团队进一步对纳米气泡涉及力学与电学效应的界面力平衡，进行了静力学分析，对气泡内外气体互换扩散平衡进行了动力学分析，进而结合理论假设分析了其维持上述平衡状态的机制，从而提出了体相纳米气泡稳定性判据。