空间科学与物理学院大二本科生在中信所二区期刊上发表研究论文

2019-04-16 15:00:05  点击:

近日,威海校区空间科学与物理学院2017级本科生朱栩量同学以第一作者在期刊“New Journal of Physics”(IF=3.579)上发表论文。论文见链接:https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab1513

众所周知,当今世界能源紧张,煤、石油等等化石能源终将耗尽,新勘探的清洁能源-可燃冰必将成为的开发热点。据估计,目前全世界的可燃冰储量是煤炭石油天然气总和的两倍。有媒体报道,中国南海的可燃冰储量占全球的70%,未来或成为下一个“沙特”。2017年5月,我国首次在南海成功试采可燃冰,打开了一个可采千年的宝库。可燃冰,又名天然气水合物,是在低温高压条件下,甲烷被限制在冰的笼型结构中形成的类冰状结晶物质。在一定条件下,可燃冰中的冰相得以解构,就会释放包含其中的大量甲烷等清洁能源。冰相的解构就是氢键断裂的过程,从物理的角度去研究冰相中的氢键性质,可为可燃冰开采寻找新的技术手段。张鹏教授团队在研究最简单的冰Ic的有序相模型时,有一个重要的发现。氢排列结构有序的Ic相模型的原胞中只含有两个水分子,理论计算所得氢键振动仅有两个模式,能量分别为321和230 cm-1,这构成了两个氢键特征振动峰。进一步研究发现,冰XIV的氢有序相的两个氢键峰也是由这两类振动模式构成的。但是对于氢无序相,没有周期性结构的原胞,研究其振动模式无从入手。在导师张鹏的指导下,朱栩量同学用计算机建模,构建了一个48个水分子的s-II型可燃冰结构的笼型冰框架,然后再按照冰的构型规则随机加入氢元素。因为这样的组合数非常多,他根据极化率最小的原则选择最合理的结构进行第一性原理计算机模拟。数据分析后发现,氢无序的可燃冰框架也存在由两类振动模式形成两个特征的氢键振动峰的规律。这为课题组关于“两个氢键”理论的普适性夯实了基础。

朱栩量同学2017年入学后,被随机分配到张鹏教授指导的本科生科研训练小组。由于他的物理基础好,悟性高,并且善于编程来解决大量数据处理的问题,研究进展很快。2018年暑假前,他就完成了结构建模与计算、数据处理和分析以及论文写作的整个过程。现在,经过了投稿、评审和修改阶段,论文已经正式发表。据了解,他参与的挑战杯项目小组目前已积累到6篇SCI论文。自2018年以来,该学院已有多名教师指导本科生在SCI期刊上发表第一作者论文9篇。学院十分重视本科生导师制的落地生根,将全员育人、全过程育人和全方位育人充分融入到制度设计之中。比如,要求一线教师有条件的都要申报本科生导师,规定所有一年级本科生都要编入一名导师指导的小组之中,并且本科生导师要陪伴一名学生四年的大学生涯。通过这种设计,为大学生参与科研训练提供了保障和平台,催化了大学生的参与热情,在研究型创新人才培养方面取得了显著的成效。

关闭

 

电话:0631-5688751   传真:0631-5688751   邮箱:sssp@wh.sdu.edu.cn   山东省威海市文化西路180号   邮编:264209    山东大学(威海)空间科学与物理学院  版权所有