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1. 获奖成果名称:新型碳材料的创制
寻找新型碳材料一直是材料领域的前沿科学问题。赵智胜及其合作者揭示了石墨、玻璃碳、富勒烯等碳材料在高温高压下的相变机制,确立了通过高压相变创制新型碳材料的路线图,合成出一系列具有奇异性能组合的新型碳材料,包括超硬高韧且导电性可调的石墨-金刚石杂交碳、导电轻质高强的压缩玻璃碳、最硬非晶碳、导电超硬的非晶碳/纳米金刚石复合材料等,为碳材料家族添加了新成员。实验上确认了石墨-金刚石之间的共格界面结构,发现了基于基元形成和拓展的全新固态相变类型,解决了石墨到金刚石直接相变机制这一困扰了科学界半个多世纪的科学难题。这种固态相变新机制不同于经典的成核生长和协同切变机制,具有一定普适性。进而通过控制石墨到金刚石相变的进程,创制出石墨-金刚石杂交碳,并将其命名为Gradia。Gradia集合了石墨和金刚石的性能优势,具有超高的强度、硬度、韧性以及出色的自润滑性和可调的导电性,可通过改变石墨和金刚石的比例对性能进行精准调控,是实现导电/超硬、极韧/极硬、自润滑/超硬等优异性能组合的新一代高性能碳材料,可作为高端刀具材料、模具材料、自润滑轴承材料在机械加工、高端装备、航空航天等领域获得重要应用。
2. 获奖人简介:
赵智胜,1984年8月出生于河北冀州,现任燕山大学教授、博士生导师。2007年本科毕业于佳木斯大学,2012年获燕山大学博士学位,随后赴美国阿贡国家实验室和华盛顿卡内基研究院从事博士后研究。2015年回到燕山大学工作,2017年获国家优秀青年科学基金资助,2023年获国家杰出青年科学基金资助。现任中国化学会高压化学专业委员会副主任、中国物理学会高压物理专业委员会委员。
从事超硬材料与结构陶瓷方面的研究工作。目前研究聚焦在碳和氮化硼材料体系,发现了全新的固态相变机制,实现了碳和氮化硼材料组织结构的精细调控,发展出超硬、高韧、导电性可调的石墨-金刚石杂交碳(以Gradia命名)、室温高弹塑性的转角层状氮化硼陶瓷、最硬非晶碳、导电超硬的非晶碳/金刚石复合材料以及高密封性和超弹性的“橡胶”碳等新型和高性能亚稳材料。所发现的新型碳和氮化硼材料具有完全自主知识产权,具有重要的应用前景。至今发表SCI论文160余篇,以第一或通讯作者在Nature、Nat Mater、Natl Sci Rev、Nat Commun、Sci Adv、PNAS、PRL、JACS、Nano Lett等期刊上发表56篇;授权美日欧专利17项、中国发明专利16项;以主要完成人获河北省自然科学一等奖和二等奖。研究成果被Nature、Science、人民日报、新华社、国家自然科学基金委员会等亮点报道和介绍。