中國粉體網訊  近日，清華大學魏飛教授成功入選中國科學院院士增選有效候選人名單。

今年3月，愛思唯爾（Elsevier）發布的2024“中國高被引學者”（Highly Cited Chinese Researchers）榜單，魏飛教授也赫然在列。此榜單以全球權威的引文與索引數據庫Scopus作為中國學者科研成果的統計來源，系統性地展示中國科研領域的人才分布現狀，精準呈現各機構高校優勢學科構成及學術影響力，以及在關鍵技術研究和各重點領域的頂尖人才。

人物介紹

魏飛，清華大學化學工程系教授，系學術委員會主任，綠色反應工程與工藝北京市重點實驗室主任。中國顆粒學會常務理事，能源顆粒專業委員會主任。1984畢業于石油大學煉制系有機化工專業，1990年獲石油大學有機化工博士學位。在Science、Nature等雜志發表論文600余篇，SCI他引68000余次。獲教育部“長江學者”特聘教授、國家杰出青年基金等。

成功實現了千噸級碳納米管在鋰離子電池中的規模應用，實現了氣固下行床催化裂化、高速湍動床甲醇制丙烯、芳烴、苯胺、氯乙烯、丙烯腈、間苯二腈等30臺新概念反應器產業化，研究成果獲國家科技進步二等獎、教育部自然科學、技術發明一等獎。

碳納米管的神奇之處

魏飛教授帶領團隊在超長碳納米管生長機理、結構可控制備、性能表征和應用探索方面開展了大量研究，并取得了一系列重要突破。2013年，魏飛教授團隊成功研制出單根長達半米的碳納米管，創造了世界紀錄。此外，魏飛教授團隊首次發現了宏觀長度碳納米管管層間的超潤滑現象，并實現了單根碳納米管宏觀尺度下的光學可視化及可控操縱。

此前，在熱播的電視劇《三體》中，主人公汪淼重啟實驗的場景令人印象深刻，畫面中汪淼身后關于碳納米管研究的PPT，正是出自魏飛教授發表在ACS Nano期刊中的圖片和公式。

圖片來源：《三體》截圖

碳納米管有許多神奇的力學、電學和化學性能，特別是它的抗拉強度是鋼的一百倍，密度是其六分之一，這使得人們可以建造超長的梯子，架起一座通向太空的天梯。魏飛教授也曾在CC講壇上表示：“搭一個通往太空的天梯，其他材料是做不到的，只要是用其他的材料做一根繩子長十四萬公里，它自身的重量就會把它拉斷了，只有碳納米管可以。”

圖片來源：CC講壇

碳納米管技術在鋰電池的應用

近年來新能源汽車行業推動著動力鋰電池迅速發展，再加上新興的可再生能源行業發展，或將改變全球依賴化石能源的面貌。魏飛教授表示，碳納米管趕上了新能源發展熱潮的好時機。

剛開始，魏飛教授團隊做碳納米管應用并不是為了鋰電池。各個研究團隊基于碳納米管具有超強導電性、柔性、導熱性、耐化學腐蝕等獨特的性質，進行漫長的應用探索過程。例如剛開始大家都認為碳納米管能儲氫，做燃料電池管用，魏飛教授團隊也嘗試去做，后來在大量失敗的實驗后，才意識到有些方向是錯的，這也是科研中認識新事物正常的探索過程。

電池材料對導電性的要求高，碳納米管本身并不解決電池的主材問題，目前來看，它只是解決導電性的問題和循環穩定性的問題。核心是利用碳納米管在納米尺度上高導電性，同時又具有柔性和化學穩定性，這也是它能夠替代導電性不夠好的導電碳黑的原因。正極加導電劑主要是針對導電性不好的磷酸鐵鋰等材料；目前，負極材料中硅基負極是一個重要研究方向，而硅基負極的導電性和石墨比大概相差1億倍，雖然硅基負極可以提高電池容量，但循環性會大打折扣，引入碳納米管可以有效解決這些難題。

在實際研究工作中，魏飛團隊發現，碳納米管可實現自催化的協同生長。陣列碳納米管疊層生長速度高，將成長為一種長且直、導電性好、缺陷少的高性能材料。“總體而言，比起使用納米碳纖維，使用疊層生長的碳納米管的電池的容量等性能將高出不少。”魏飛表示。

成果轉化

基于清華大學魏飛-張晨曦團隊的硅碳負極技術成立的常州硅源新能材料有限公司，采用流動性與傳遞能力優異的氣固流化床進行分子級沉積反應，實現了硅基負極材料表面的均勻致密包覆，已成功制備出高容量、高首效、長壽命硅碳負極材料，并實現了千噸級宏量制備過程，在保證材料性能的同時極大地降低了生產成本，性價比領跑全行業。

該項先進技術成果入選2020年中關村論壇，并作為重大前沿科技成果在2024世界新能源新材料大會上重磅發布，已應用于鄂爾多斯年產2萬噸硅碳負極材料項目，總投資達22億元，由常州硅源新能材料有限公司投資成立的內蒙古硅源新能電子材料科技有限公司運營，將于2025年實現大規模的商業化應用，為打造新一代高比能量長續航電池產品打下了堅實的基礎，在帶來百億級經濟效益的同時，將極大促進新能源行業的革命性發展。

信息來源：

魏飛教授：科學研究，特別是尖端的科學研究，永遠不在利益里，追求立竿見影是個很可怕的事情.Carbontech

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魏飛：碳納米管，架起通往太空的天梯.CC講壇

中國科學院、Carbon Future

（中國粉體網編輯整理/蘇簡）

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