南方科技大学万佳雨副教授Chem. Soc. Rev.综述：面向新兴能源和环境应用的超快材料合成和制造技术

第一作者：胡雪山，左达先 (博士后)，程少如

通讯作者：万佳雨*

通讯单位：南方科技大学

其他主要作者：包文中，上海复旦大学微电子学院教授；邓斯理，麻省理工学院机械工程系助理教授；Stephen J. Harris，劳伦斯伯克利实验室研究员。

能源和环境问题在全球范围内日益受到关注，可持续性和低碳排放受到各国政府的重视和广泛接受。因此，可再生能源和环境技术亟需发展，以补充传统化石燃料的使用。虽然这些技术的提高很大程度上依赖于材料的创新，但传统材料合成方法的长时性限制了新材料的发现，阻碍了相关技术的进步。针对这类问题，本文全面综述了新兴超快材料合成方法，这类方法可以在短至纳秒的时间内合成材料，极大地提高了研究效率。

基于此，南方科技大学万佳雨副教授课题组在国际知名期刊Chemical Society Reviews上发表题为“Ultrafast materials synthesis and manufacturing techniques for emerging energy and environmental applications”的综述论文。

该文章深入讨论了超快合成技术的独特优势、温控原理以及合成机理，分析了超快合成技术在能源和环境领域的相关应用，同时还强调了超快制造在工业领域的潜在应用。最后，文中就超快合成和制造技术在未来发展的挑战和机遇提供了深入的分析和展望。

图1. 超快合成与制造方法及其应用

图2. 多尺度下的超快合成材料

图3. 面向未来应用的超快制造

超快合成方法速度快，效率高，与耗时数小时甚至数天的传统合成方法不同，超快合成通常只需要几纳秒到几分钟。超快合成方法反应时间短，不仅能提供更精确、更有针对性的能量输入，还能大大减少辐射、对流、传导等不可避免的散热。这些方法通常高效、合成步骤比传统方法少；例如，马弗炉和烘箱加热效率低，溶剂法处理过程繁琐等。因此，极短的反应时间带来了更高的合成效率和能源利用率。

要点二：瞬时达到极高的反应温度

超快合成技术通常利用瞬间释放的能量，使反应材料温度快速升高（高达3000 K），触发所需的反应。相比高温下耗时数小时的传统加热方法，这些方法的超快特性使对温度敏感的材料合成只需要在极短时间内暴露在高能量/高温下完成反应，减少反应过程中无效副反应的发生。

要点三：合成材料具有亚稳态

超快合成技术制备的材料可以保持亚稳态，加热和冷却过程通常都很短，几乎没有时间在合成中进行远距离扩散反应。急剧冷却时具有的动能势垒也可能会阻止原子扩散并稳定下来。相比一般合成材料的热力学稳定状态，超快技术合成的材料很容易保持亚稳态(例如，玻璃状，高熵)。

要点四：前瞻

本文从多角度综述了超快合成方法，介绍了不同方法的工作原理，并讨论了这些超快合成技术在可持续能源和环境技术中的应用。尽管这些方法将在新兴能源和环境技术的新材料研发中发挥越来越重要的作用，但超快速合成方法仍处于起步阶段。文中提出当今社会正面临能源危机、环境/水污染、粮食短缺和医疗保健等全球性挑战，超快合成方法有望为上述挑战中材料研发提供简便高效的解决方式，即超快合成和制造技术的应用不仅限于能源和环境领域，在其它研究领域也具有潜在的应用价值。

Ultrafast materials synthesis and manufacturing techniques for emerging energy and environmental applications

万佳雨，南方科技大学机械与能源工程系副教授，博士生导师。于2016-2021年在美国斯坦福大学进行博士后研究，合作导师为美国科学院院士Yi Cui教授与中国科学院、美国工程院等三院院士Zhenan Bao教授。2016年在美国马里兰大学获得博士学位，师从马里兰大学冠名讲席教授Liangbing Hu；2011年本科毕业于华中科技大学。研究方向主要为储能材料与器件、先进制造等。

到目前为止，已在能源和材料领域的国际著名学术期刊如Science, Nature Nanotechnology, Nature Energy, Nature Comm, Chemical Society Reviews, Joule, Advanced Materials等发表SCI论文60余篇，总被引用超过9000次，H因子45。研究成果被多家海内外知名媒体撰文报道。

曾获得美国真空协会全美博士研究生奖“Dorothy M. and Earl S. Hoffman Award”（全球每年一名）、中国留学基金委颁发的“国家优秀自费留学生奖学金”等。曾担任美国化学学会秋季年会分会场主席、受邀担任中华环保联合会绿色供应链专业委员会特聘专家，以及Materials Today Energy, Carbon Energy, eScience, Sustainable Materials, Rare Metals杂志青年编委。与国内外多所高校同行拥有良好合作关系，受邀在斯坦福大学、美国东北大学、南洋理工大学、香港中文大学等科研院校、国际会议、及平台等做学术报告30余次。

博士后岗位招聘

>>>>岗位职责

1 与课题组成员共同制定研究计划，相对独立地开展课题研究并发表具有国际影响力的研究成果；

2 协助课题组经费申请，积极以负责人身份依托课题组申请博士后科学基金、国家自然科学基金委青年项目及其他国家、省、市各级课题；

3 协助指导博士、硕士、本科生；

4 协助课题组建设和管理。

>>>>任职要求（可部分满足）

1 具有机械、材料、电子、物理、化学等相关专业理工科博士学位；有固态电池、二次电池、陶瓷材料的应聘者择优考虑；

2 具有扎实的实验理论基础与操作能力，严谨的科学思维与良好科研习惯，较强独立开展科研工作能力和一定的实验室管理经验；

3 有数电，模电，控制理论等方面的基础，并熟悉labview等控制软件使用的应聘者择优考虑；

4 熟悉统计学，机器学习，深度学习等领域，能够对实际问题抽象建模并使用python语言和pytorch/tensorflow等深度学习框架进行算法实现和调优的应聘者择优考虑；

5 具有良好的英文听说读写能力，并能够独立撰写英文文章；博士期间在国际期刊发表SCI论文者优先考虑；

6 拥有职业操守，追求上进并有良好的团队协作精神；近期可到岗者优先考虑。（备注：拿到博士毕业证书、或至少拿到博士论文答辩许可的相关证明才能办理入站。）

>>>>福利与待遇

1 博士后聘用期两年，年薪33万元起，含广东省生活补贴15万元及深圳市生活补贴6万元，并按深圳市有关规定参加社会保险及住房公积金。博士后福利费参照学校教职工标准发放。

2 特别优秀候选人可以申请校长卓越博士后，年薪可达50万元以上。（含广东省及深圳市在站生活补贴）。

3 在站期间，可依托学校申请深圳市公租房，未依托学校使用深圳市公租房的博士后，可享受两年税前2800元/月的住房补贴。

4 拥有优良的工作环境和境内外合作交流机会，博士后在站期间享受两年共计5万学术交流经费资助。

5 课题组协助符合条件的博士后申请“广东省海外人才支持项目”。即在世界排名前200名的高校（不含境内，排名以上一年度泰晤士、USNEWS、QS和上海交通大学的世界大学排行榜为准）获得博士学位，在广东省博士后设站单位从事博士后研究，并承诺在站2年以上的博士后，申请成功后省财政给予每名进站博士后资助60万元生活补贴（与广东省及深圳市在站博士后生活补贴不同时享受）；对获得本项目资助，出站后与广东省用人单位签订工作协议或劳动合同，并承诺连续在粤工作3年以上的博士后，省财政给予每人40万元住房补贴。

6 博士后出站选择留深从事科研工作，且与本市企事业单位签订3年以上劳动（聘用）合同的，可以申请深圳市博士后留深来深科研资助。深圳市政府给予每人每年10万元科研资助，共资助3年（以深圳市最新申报要求为准）。

7 根据《深圳市新引进博士人才生活补贴工作实施办法》规定，新引进博士人才生活补贴（10万元）与省市博士后在站生活补贴不同时享受。

博士后出站前景：

1 对于优秀的出站博士后将积极推荐协助其申请南方科技大学研究助理教授岗位/国内外其他高校与院所科研教学岗位；或推荐赴世界著名大学（如斯坦福大学、加州大学洛杉矶分校、马里兰大学等）继续深造。

2 博士后出站选择留深圳从事科研工作，且与本市企事业单位签订3年以上劳动（聘用）合同的，可以申请深圳市博士后留深来深科研资助。深圳市政府给予每人每年10万元科研资助，共资助3年。

课题组长期欢迎访问学生（联合培养）与访问学者加盟。

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