西安交通大学能动学院多篇高水平成果亮相国际顶级期刊

时间:2026-02-05 编辑:高考加油站

　　近日，西安交大能动学院在基础研究领域持续发力，一批原创性、引领性科研成果相继发表于nature，science advances，nature communications等国际顶级学术期刊，充分彰显了学院在能源科学、热物理、先进材料等方向的深厚科研积淀与源头创新能力。

　　2026年1月22日，钱苏昕教授作为共同通讯作者的研究成果发表于Nature（《自然》）（论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-10013-1）。研究团队在硫氰酸铵水溶液中发现了溶解压卡效应，即利用压力调控的溶解/析出热可实现高效制冷。该效应的突破性在于将制冷工质与换热介质合二为一：利用溶液本身的流动性实现高效传热，同时通过溶解/析出过程提供冷量。基于此效应，团队设计出了高效的类卡诺制冷循环，包含四个步骤，绝热加压解析—等温解析放热—绝热卸压溶解—等温溶解吸热，单次循环即可实现每克溶液吸收67焦耳热量，热力学完善度达77%。该研究不仅提供了一种全新的制冷原理，更为发展高效、环保的下一代制冷技术奠定了科学基础。

　　孙成珍教授、沈少华教授、白博峰教授在氢气分离纯化领域的突破性研究，于2026年1月21日以第一单位和通讯单位身份发表于Science advances（《科学进展》）（论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz5523）。氢能作为一种零碳排放、高效转化的清洁能源，其大规模应用依赖于高效、低成本的分离纯化技术。然而传统的聚合物分离膜存在渗透率和选择性权衡难题。新型二维材料为分离膜的设计带来了革命性的突破，但现有的二维材料层状膜和纳米多孔膜却分别受限于低气体渗透通量与复杂的制备工艺，成为氢气分离纯化膜技术的关键挑战。研究团队提出了将具有本征分子尺寸筛分效应纳米孔的氮化碳纳米片组装成层状膜的二维材料膜新型构筑策略，并通过引入mxene作为“补丁”有效修复纳米片表面的缺陷。该方法融合了二维材料层状膜和纳米多孔膜的优势，制备得到的分离膜实现了氢气的高渗透率、高选择性；同时膜制备工艺简单，展现出巨大的规模化应用潜力。该研究开辟了二维材料膜设计的新范式，并为制备高效低能耗的氢气分离膜提供了一种简便且可扩展的方法。

　　西安交通大学王秋旺教授团队联合北京大学杨林博士团队、加拿大卡尔加里大学mohamad教授团队在磁场调谐相变材料动态热管理研究方面取得重要进展，相关成果以“通过磁场控制实现变工况下的动态热管理”（dynamic thermal management under variable operating conditions through magnetic field control）为题于2026年1月23日在线发表在Nature communications（《自然·通讯》）期刊上。（论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-68715-7）团队受磁场诱导纳米颗粒聚集的启发，提出一种非接触式的磁控动态热管理策略。该策略通过在正二十烷基体中分散fe3o4@碳纳米管复合纳米粒子，利用均匀磁场诱导纳米粒子沿磁感线方向聚集排列，形成可定向调控的束状热输运网络。通过改变磁场与热扩散方向的夹角，实现同材料高效散热与良好隔热双功能的原位、可逆切换，热阻调控比达1.8倍。基于该原理构建的可调谐热管理系统，使动态间歇负载工况下的电子元件温度波动降低10.8°c，显著提升了电子设备在极端变工况下的热安全性与运行稳定性。该方法经100次以上循环验证，表现出良好的结构可逆性与性能可靠性，为高性能电子器件瞬态超高散热需求提供了可扩展的解决方案。该研究获得国家自然科学基金项目资助。

　　传统电化学磷酸盐处理工艺中，磷的高效去除及回收需依赖膜材料，且系统长期运行易出现阴极失效，这两大难点限制了工艺实用性。徐浩教授团队围绕该问题，开展无膜电化学分离（mfes）-流化床结晶（fb）耦合工艺相关研究。研究发现，mfes系统通过泵吸阴极边界层溶液分离oh⁻，可实现96.0%以上的高效除磷，对不同浓度的磷元素、ca2+及干扰离子均有良好耐受性；采用15×10mm孔径的不锈钢滤芯作为阴极，工艺可连续运行700h以上且除磷效率稳定在80.0%以上，无需中止操作清洁电极，后续耦合fb系统可实现73.8%的p回收率。该工作解决了传统工艺依赖膜材料和阴极易失效的痛点，其揭示的“时空解耦”协同机制，为新型高稳定性、高效率电化学资源回收系统的设计提供了理论支撑与普适性原则，具备较强的实用性与可拓展性。上述工作近日发表于环境领域顶级期刊《环境科学与技术》（Environmental science&technology）。

　　卢晨阳教授在揭示原子尺度核材料缺陷演化规律方面取得进展，研究成果以《面心立方复杂固溶体合金中局部化学成分变化诱发的空洞或堆垛层错四面体的形成》（formation of voids or stacking-fault tetrahedra induced by local chemical variations in face-centered-cubic complex concentrated alloys）为题于2026年1月6日发表在世界物理学顶级学术期刊《物理评论快报》（physical review letters）上。该工作由湖南大学、西安交通大学、密歇根大学等单位合作完成，卢晨阳教授是文章的共同第一作者。该工作为通过精准成分设计与局域化学调控来主动抑制空洞肿胀从而提升材料的抗辐照性能提供了清晰的研究方向与设计准则。此外，研究团队开发的drld模拟方法拓展了目前多尺度模拟框架中的时间尺度和空间分辨率，可推广应用于相分离、蠕变等其它材料微结构演变的长程模拟，为评估和预测材料在极端环境下的长期服役性能提供了强大工具。

　　近年来，西安交大能动学院以国家重大需求为牵引，系统布局能源转换、储能技术、先进核能、低碳燃烧等前沿方向，持续加大对青年人才的支持力度，深化基础研究与工程应用的双向赋能，力争在更多能源关键领域产出具有全球影响力的原创成果，为实现高水平科技自立自强贡献“能动智慧”与“交大力量”。

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