一、学科基本情况
材料科学与工程学科自2003年创立以来,一直在努力加强学科建设工作。经过多年的建设,形成了“材料合成与设计模拟有机结合、突出能源与催化材料应用研究,融合光电信息技术,注重先进功能材料设计与开发”的学科特色,在2018年吉林省“十三五”特色高水平学科建设工作中被评为优势特色B学科,在2019年学校第四期学科建设中被评为优势特色学科。
学科拥有新能源材料与器件、环境与催化材料、量子通讯与光电信息材料、材料及器件设计与开发四个研究方向。建成材料化学合成与分析实验平台、薄膜材料性能测试实验平台、量子保密通信技术试验平台、纳米功能材料与绿色能源实验平台和材料计算模拟仿真平台五个研究平台。有“环境与可再生能源光催化技术研究”“高能量密度钙钛矿基超级电容器电极材料开发”和“量子信息与量子物理”等三个吉林省科技创新团队,有应用物理学吉林省特色专业、物理实验吉林省实验教学示范中心、大学物理吉林省优秀教学团队等教学科研团队;取得了国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划等项目资助和国际权威期刊Separation and Purification Technology,Light: Science & Applications等一批有代表性研究成果。
本学科的材料工程硕士专业学位授权点于2014年获得国务院学位委员会批准,2015年开始招生,2020年根据教育部统一要求调整为材料与化工专业硕士学位授权点,现在材料工程领域招生。学科按照“突出研究特色、拓宽研究领域、提高研究水平”的发展思路,瞄准各研究方向前沿,紧密结合振兴东北老工业基地和地方经济建设的需要开展科研工作。
材料科学与工程学科目前已形成以教育部新世纪优秀人才、吉林省有突出贡献专家和吉林省拔尖创新人才为学术带头人、老中青相结合的高素质研究队伍。现有成员30名,其中教授10名,副教授11名。具有博士学位22名,占73%。硕士生导师23人。
积极做好科研促教学工作,带动学生加入科研团队参加各级学生竞赛和科研活动。2020年以来承担国家自然科学基金项目、省部级、厅局校级和横向技术开发项目等科研项目60余项,科研项目总到款1000多万元。发表学术论文90篇,其中SCI、EI等检索论文56篇。授权发明和实用新型专利31项。成果获省级及以上科研奖励9项,吉林省自然科学奖二奖2项,三等奖2项,吉林省自然科学学术成果奖三等奖1项。
二、代表性学科方向和社会服务
学科建设取得显著成效,获得国家自然科学基金面上项目资助突破,高水平学术论文数量不断增加,带动学生培养质量有很大提高。代表性学科方向和社会服务突出体现在:
1.发展新能源材料。
具体包括太阳能电池、超级电容器、燃料电池电极材料、储氢材料的开发以及器件的性能提升。随着光伏发电技术的不断发展和进步,太阳能电池的开发应用已逐步走向商业化、产业化。小功率小面积的太阳能电池已在一些国家大批量生产,并得到广泛应用。大规模的光伏发电不但可达到绿色环保的目的,而且还会逐步改变我国传统能源结构,具有重大的社会和经济价值。本学科研究了CdS/CdSe染料敏化太阳能电池的对电极及光阳极材料,ZnO量子点太阳能电池的对电极和光阳极材料以及如何从器件的设计入手提升性能,在降低生产成本的同时,降低工艺难度,从而为太阳能电池的实用化提供有价值的数据。
2.推进生物碳和光催化材料研究与吉林省硅藻土矿产资源产学研合作进程。
针对省内产量巨大的优质长白硅藻土资源和丰富的环境友好型生物质资源开展两方面工作。首先,硅藻土基生物碳复合材料性能研究及产业化应用,天然硅藻土和绿色生物质资源转化利用和环境性能研究,有利于矿物资源和农业副产物资源的高效利用,从根本上减缓温室效应和治理环境污染,研究意义重大。其次,硅藻土基光催化复合材料降解甲醛性能研究及产业化应用,研究复合材料的理化性质及其对甲醛的降解能力,提高硅藻土的商用价值,在空气净化及硅藻土的多功能化方面前景广阔,潜在经济效益十分可观。
3.发展量子科学技术,拓展交叉前沿研究。
量子通信技术属于新一代信息技术,是量子力学和信息学相结合的一个交叉学科,主要利用单个光子携带信息,在原理上可以保证通信的绝对安全。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》明确将以量子信息为主的量子调控研究列为四个重大科学研究计划之一。实施该计划,对提高我国自主创新能力,占据未来科学技术制高点具有重要意义。本学科从理论方面为量子光力学发展提供新思路,促进量子信息处理技术的进步,为量子通信技术的应用提供理论支撑。从试验方面研究量子保密通信关键组网技术,以及与传统网络相融合的相关技术,对加快推进我国量子通信技术的实用化进程和促进我省量子通信技术产业化具有重要意义。