张勇

男， 国家纳米科学中心， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1997-2001 西安交通大学 本科
2001-2006 中国科学院化学研究所 博士
2006-2007 德国拜罗伊特大学 博士后
2007-2011 爱尔兰都柏林大学 博士后
2011-2015 爱尔兰三一学院 研究员
2015-至今 国家纳米科学中心 研究员

研究领域和兴趣

极小尺度材料、低维纳米材料、非线性光学材料

主要业绩

申请人在极小尺度材料方向取得了原创性和系统性成果。提出了协同球磨原创策略，实现了极小材料普适制备。最近应邀在Accounts of Materials Research上撰写了综述文章（Acc. Mater. Res. 2024, 5, 1583），基于申请人课题组的特色研究工作，介绍了极小尺度材料的制备方法，重点关注硅球辅助球磨实现了极小尺度材料的普适制备，并且获得了尺寸依赖的增强性能，同时展望了该领域的挑战与机遇。我们知道，材料尺寸（维度和尺度）可以用来调控材料性能。例如，2010和2023年的诺贝尔物理和化学奖分别授予二维材料和胶体量子点方面的开创性工作，凸显了材料维度和尺度的重要性。申请人近期开发出三元协同球磨方法，将球磨极限推进至亚纳米（单晶胞）尺度，首次实现了本征状态亚纳米材料的普适制备。亚纳米材料普适制备的实现，展示了自上而下物理制造的极限能力以及破缺晶格（晶胞）的真正潜力，标志着破缺晶格作为全新研究对象的开始，为研究非平衡亚纳米材料的性质和相互作用奠定了重要基础，有望促进亚纳米材料的规模制备和全面开发。相关研究成果发表在Nano Today (2024, 54, 102126) 和Advanced Materials (2024, 36, 2310022) 上。麻省理工科技评论原创报道了申请人的工作，详情参见：https://www.mittrchina.com/news/detail/12888。另外，申请人应邀为《物理》撰写了研究快讯，详情参见：物理 2024，53，185。前期提出了二元协同球磨方法，将球磨极限推进至量子尺度；开发出全物理方法，首次实现了本征状态量子尺度材料的普适和规模制备。相对于狭义方法（盐辅助球磨，Nano Lett. 2017, 17, 7767），广义方法（硅球辅助球磨，即二元协同球磨，Mater. Horiz. 2019, 6, 1416; Nanoscale 2021, 13, 8004）代表着优越性和普适性。层状材料（Mater. Horiz. 2019, 6, 1416）、非层状材料（Nanoscale 2021, 13, 8004）、非平面层状材料（ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 47784）、非范德华层状材料（J. Phys. Chem. Lett. 2022, 13, 3929）等都能够通过广义方法达到量子尺度（Small Sci. 2023, 3, 2300086）。揭示了材料性能（荧光、非线性光学、电催化、载流子动力学）随材料尺寸（100-1 nm）的变化规律（Mater. Chem. Front. 2021, 5, 7817; Nano Today 2022, 46, 101592; Nano Lett. 2022, 22, 5651）：材料尺寸持续减小，材料性能全面提升。申请人最近的工作（Nano Today 2024, 54, 102126; Adv. Mater. 2024, 36, 2310022）表明这一规律可以延续至亚纳米尺度。利用量子尺度拓扑绝缘体不仅实现了（可见光波段）最高记录的非线性饱和吸收性能，而且同时实现了非线性饱和吸收的超高响应与超低功率激发（Nanoscale Horiz. 2023, 8, 1686）。本征状态量子尺度材料在太阳能电池（Joule 2021, 5, 3154）、SERS传感（Mater. Chem. Front. 2023, 7, 1624）等领域同样具有应用前景。申请人提出边缘钝化的普适策略，极大改善了本征状态量子尺度材料的荧光性能，将绝对荧光量子产率极大提升至39.9%，首次实现了基于过渡金属二硫族化合物量子片的蓝光发光二极管器件（Nano Lett. 2026, 26, 416）。申请人曾在中国化学会第31、32、33、34届学术年会做分会场邀请报告。相关核心专利（“二维材料粉体及其分散液的制备方法”专利号：ZL 201710037954.3以及“一种亚纳米材料及其制备方法”专利号：ZL 202310220985.8）已获授权。

代表成果

1. Ce Zhao, Zhou Jiang, Bing Zhang, Zhangqiang Li, Xuanping Zhou, Liuyang Xiao, Wei Zhang*, Yong Zhang*, Unveiling the size and surface effects of spinel Co3O4 on the activity of oxygen evolution. Nano Today 2026, 68, 103004
2. Zhangqiang Li#, Guanghan Zhao#, Ce Zhao#, Yutong Zhang#, Bing Zhang, Xinfeng Liu*, Huiqiong Zhou*, Yong Zhang*, Blue Light-Emitting Diodes Enabled by Edge-Passivated MoS2 Quantum Sheets. Nano Letters 2026, 26, 1, 416–423
3. Ce Zhao, Liuyang Xiao, Zhexue Chen, Yong Zhang*, Extremely Downsized Materials: Ball-Milling-Enabled Universal Production and Size-Reduction-Induced Performance Enhancement. Accounts of Materials Research 2024, 5 (12), 1583–1597
4. Zhexue Chen#, Yutong Zhang#, Ce Zhao#, Yuexing Xia, Zhangqiang Li, Xuanping Zhou, Liuyang Xiao, Xinfeng Liu*, Yong Zhang*, Tailoring graphite into subnanometer graphene. Advanced Materials 2024, 36, 2310022
5. Zhexue Chen#, Xianxin Wu#, Liuyang Xiao#, Hanbin Gao#, Zhangqiang Li, Xuanping Zhou, Yueqi Li, Ning Guo, Yanjun Guo, Xiaoying Qi, Lu Bai, Huaiqiu Chang, Qiang Zheng*, Xinfeng Liu*, Yong Zhang*, Sub-1 nm MoS2 and WS2 with extremely enhanced performance. Nano Today 2024, 54,102126
6. Zhexue Chen#, Ce Zhao#, Xuanping Zhou, Liuyang Xiao, Zhangqiang Li, Yong Zhang*, A Review of Top-Down Strategies for the Production of Quantum-Sized Materials. Small Science 2023, 3, 2300086
7. Zhexue Chen, Xinyu Sui, Zhangqiang Li, Yueqi Li, Xinfeng Liu, Yong Zhang*, Quantum-sized topological insulators/semimetals enable ultrahigh and broadband saturable absorption. Nanoscale Horizons 2023, 8(12), 1686-1694
8. Zhexue Chen#, Jinquan Chang#, Cheng Liang#, Weibiao Wang, Yueqi Li, Zhangqiang Li, Yong Zhang*, Size-dependent and support-enhanced electrocatalysis of 2H-MoS2 for hydrogen evolution. Nano Today 2022, 46,101592
9. Yuanqing Xu, Shulin Chen, Zhipeng Dou, Yanhong Ma, Yang Mi, Wenna Du, Yin Liu, Jianqi Zhang, Jinquan Chang, Cheng Liang, Jin Zhou, Hongbo Guo, Peng Gao, Xinfeng Liu, Yanke Che, Yong Zhang *, Robust production of 2D quantum sheets from bulk layered materials. Materials Horizons 2019, 6 (7), 1416-1424
10. Chunchun Han, Yong Zhang *, Peng Gao, Shulin Chen, Xinfeng Liu, Yang Mi, Jianqi Zhang, Yanhong Ma, Wenyu Jiang, Jinquan Chang, High-yield production of MoS2 and WS2 quantum sheets from their bulk materials. Nano Letters 2017, 17 (12), 7767-7772

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