
1. 獲獎成果名稱:新型碳材料的創(chuàng)制
尋找新型碳材料一直是材料領(lǐng)域的前沿科學(xué)問題。趙智勝及其合作者揭示了石墨、玻璃碳、富勒烯等碳材料在高溫高壓下的相變機(jī)制,確立了通過高壓相變創(chuàng)制新型碳材料的路線圖,合成出一系列具有奇異性能組合的新型碳材料,包括超硬高韌且導(dǎo)電性可調(diào)的石墨-金剛石雜交碳、導(dǎo)電輕質(zhì)高強(qiáng)的壓縮玻璃碳、最硬非晶碳、導(dǎo)電超硬的非晶碳/納米金剛石復(fù)合材料等,為碳材料家族添加了新成員。實驗上確認(rèn)了石墨-金剛石之間的共格界面結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)了基于基元形成和拓展的全新固態(tài)相變類型,解決了石墨到金剛石直接相變機(jī)制這一困擾了科學(xué)界半個多世紀(jì)的科學(xué)難題。這種固態(tài)相變新機(jī)制不同于經(jīng)典的成核生長和協(xié)同切變機(jī)制,具有一定普適性。進(jìn)而通過控制石墨到金剛石相變的進(jìn)程,創(chuàng)制出石墨-金剛石雜交碳,并將其命名為Gradia。Gradia集合了石墨和金剛石的性能優(yōu)勢,具有超高的強(qiáng)度、硬度、韌性以及出色的自潤滑性和可調(diào)的導(dǎo)電性,可通過改變石墨和金剛石的比例對性能進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控,是實現(xiàn)導(dǎo)電/超硬、極韌/極硬、自潤滑/超硬等優(yōu)異性能組合的新一代高性能碳材料,可作為高端刀具材料、模具材料、自潤滑軸承材料在機(jī)械加工、高端裝備、航空航天等領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用。
2. 獲獎人簡介:
趙智勝,1984年8月出生于河北冀州,現(xiàn)任燕山大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。2007年本科畢業(yè)于佳木斯大學(xué),2012年獲燕山大學(xué)博士學(xué)位,隨后赴美國阿貢國家實驗室和華盛頓卡內(nèi)基研究院從事博士后研究。2015年回到燕山大學(xué)工作,2017年獲國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金資助,2023年獲國家杰出青年科學(xué)基金資助?,F(xiàn)任中國化學(xué)會高壓化學(xué)專業(yè)委員會副主任、中國物理學(xué)會高壓物理專業(yè)委員會委員。
從事超硬材料與結(jié)構(gòu)陶瓷方面的研究工作。目前研究聚焦在碳和氮化硼材料體系,發(fā)現(xiàn)了全新的固態(tài)相變機(jī)制,實現(xiàn)了碳和氮化硼材料組織結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控,發(fā)展出超硬、高韌、導(dǎo)電性可調(diào)的石墨-金剛石雜交碳(以Gradia命名)、室溫高彈塑性的轉(zhuǎn)角層狀氮化硼陶瓷、最硬非晶碳、導(dǎo)電超硬的非晶碳/金剛石復(fù)合材料以及高密封性和超彈性的“橡膠”碳等新型和高性能亞穩(wěn)材料。所發(fā)現(xiàn)的新型碳和氮化硼材料具有完全自主知識產(chǎn)權(quán),具有重要的應(yīng)用前景。至今發(fā)表SCI論文160余篇,以第一或通訊作者在Nature、Nat Mater、Natl Sci Rev、Nat Commun、Sci Adv、PNAS、PRL、JACS、Nano Lett等期刊上發(fā)表56篇;授權(quán)美日歐專利17項、中國發(fā)明專利16項;以主要完成人獲河北省自然科學(xué)一等獎和二等獎。研究成果被Nature、Science、人民日報、新華社、國家自然科學(xué)基金委員會等亮點報道和介紹。