2020年代表性成果
1、Ultrahigh-field 67Zn NMR reveals short-range disorder in zeolitic imidazolate framework glasses
針對第四熔融淬冷玻璃家族——MOF玻璃的性能的結構起源，以及揭示MOF玻璃形成機理及其微觀(guān)結構，極端玻璃態(tài)課題組利用應用世界上最高磁場(chǎng)強度35.2 T的固態(tài)魔角67Zn 核磁設備首次獲得MOF玻璃的精確核磁譜，克服了表征MOF玻璃短程結構的難點(diǎn)。發(fā)現：系列ZIF晶體中的N-Zn-N鍵角存在兩個(gè)窄分布，當這些晶體熔融淬冷成玻璃后，67Zn 共振峰變寬且向低化學(xué)位移方向偏移，表明[Zn-配體]四面體的結構被扭曲，從而兩種N-Zn-N鍵角分布變成連續分布，最終形成近程、中程和長(cháng)程無(wú)序的玻璃網(wǎng)絡(luò )結構；證明了ZIF熔融時(shí)Zn-N鍵發(fā)生斷裂和重組，從而導致結構無(wú)序化，而ZIF玻璃的較大結構單元的空間位阻效應，限制了短程無(wú)序向短程有序轉變。該工作揭示了MOF玻璃短程結構的高度無(wú)序性，闡明了MOF玻璃形成的微觀(guān)機理，打破了對玻璃結構“長(cháng)程無(wú)序，短程有序”的固有認識，為理解玻璃本質(zhì)提供了新的視角。相關(guān)研究成果發(fā)表在期刊《Science》上。
2、深水大斷面盾構隧道結構/功能材料制備與工程應用成套技術(shù)
隨著(zhù)地下空間大規模開(kāi)發(fā)利用和國家海洋戰略實(shí)施，各種大型穿江越海隧道工程在我國相繼規劃建設。與已往相比，這些工程規模超大、環(huán)境條件嚴酷、技術(shù)要求和難度更高，既有工程建造技術(shù)和材料面臨巨大挑戰。
以首條長(cháng)江隧道-武漢長(cháng)江隧道為例，隧道建設面臨高水壓、大直徑、長(cháng)距離、地質(zhì)環(huán)境復雜等諸多世界難題。針對這些難題，提出盾構隧道建造材料結構功能一體化設計與制備創(chuàng )新思路，形成保障深水大斷面盾構隧道結構、施工、運營(yíng)安全的三大關(guān)鍵材料與應用成套技術(shù)：提出了盾構隧道主體結構分層設計的總體思路，開(kāi)發(fā)了大型盾構管片高耐久和高精度制備技術(shù)，為隧道結構安全提供技術(shù)支撐；開(kāi)發(fā)了原位利用盾構掘出泥渣制備高性能同步注漿材料技術(shù)，保障了高水壓復雜工況下盾構施工安全；發(fā)明阻燃抗滑降噪多功能高耐久隧道瀝青路面材料與鋪裝技術(shù)，保障了深水長(cháng)距離隧道運營(yíng)安全。