所在院系：材料科学与工程学院

申报人：孙威

硅材料是电子产业、光伏产业的基础材料，是国际高科技竞争的焦点领域之一；同时，我国也是全球硅材料、消费的第一大国，因此，开拓硅材料的创新应用将可能促进我国“双碳”等新型高科技产业的发展。本成果利用纳米硅的表面化学可以原位捕获金属或基团的创新思路，开发了纳米硅的新结构，利用其空间、化学、吸光特性，在国际上率先成功开拓了硅在双碳、能源、电子废弃物升级利用、新型半导体等我国大力发展领域的高效应用。

Silicon materials are the fundamental materials for the electronics and photovoltaic industries and are one of the key areas of international high-tech competition. At the same time, China is the world's largest producer and consumer of silicon materials. Therefore, exploring innovative applications of silicon materials has the potential to promote the development of new high-tech industries such as " carbon peaking and carbon neutrality" in our country. This achievement utilizes the surface chemistry of nanosilicon to capture metals or groups in situ, and develops new structures of nanosilicon. By utilizing its spatial, chemical, and light-absorbing properties, we have taken the lead internationally in successfully exploring efficient applications of silicon in areas such as dual carbon, energy, upcycling of electronic wastes, and new semiconductors, which are vigorously developed in our country.

课题组图片简介：

课题组负责人孙威，国家四青，浙江大学长聘副教授，材料科学与工程学院半导体所副所长，浙江大学第二批双专计划干部，国家重点研发计划（青年项目，工程科学与交叉，可再生能源）首席科学家。课题组一直研究纳米硅材料，发表SCI论文60余篇，约一半影响因子大于10，国际首创纳米硅光热催化CO₂加氢制燃料，发表了纳米硅新应用国际领先的7篇Nature及Science子刊论文，主持纵向项目经费近800万，在人才培养方面获国家教育部科研合作与高层次人才培养项目、浙江大学拔尖创新合作培养项目支持。担任《Rare Metals》、《Chinese Chemical Letters》、《Transactions of Tianjin University》等多个期刊青年编委，中国感光学会青年理事。工作依托硅及先进半导体全国重点实验室、杨德仁院士硅材料研究团队（基金委、科技部、教育部、浙江省创新团队）开展，平台团队在国际硅材料领域具有独特的优势和地位。

工作图片1简介：

提供了一条简便、高效、经济效益高的方法利用氧化纳米硅复合材料实现了对真实工业电镀废水中镍资源的升级再利用；实现了废弃镍回收，可再生能源驱动的CO₂催化转化，和高价值碳氢燃料的生产，一石三鸟；在强光光照下无外加热源可升温至400摄氏度，即使用电灯照射也比传统热催化降低碳排放15%以上。

工作图片2简介：

本工作展示了硅材料技术可拓展至构建新型神经拟态器件。巧妙设计了硅纳米片的化学剥离和表面改性方法，无需复杂设备，采用简单的溶液旋涂即可成功构建自组装堆垛结构，并获得电容特性；该器件具有单极型忆阻器和可复位突触器件等多种功能，并与硅基底和柔性基底兼容，有望架起下一代计算与硅产业的桥梁。

该项目是系统性工作，以第一单位共发表了6篇SCI论文，总影响因子达73.8：

1. Shenghua Wang, Dake Zhang, Wu Wang, Jun Zhong, Kai Feng, Zhiyi Wu, Boyu Du, Jiaqing He, Le He*, Wei Sun*, Deren Yang*, and Geoffrey A. Ozin*, “Grave-to-cradle upcycling of Ni from electroplating wastewater to photothermal CO₂ catalysis” Nature Commun., 2022, 13, 5305. (IF = 16.6)

2. Chenhao Wang, Xinyi Xu, Xiaodong Pi, Mark D. Butala, Wen Huang, Lei Yin, Wenbing Peng, Munir Ali, Srikrishna Chanakya Bodepudi, Xvsheng Qiao, Yang Xu*, Wei Sun* and Deren Yang*, “Neuromorphic device based on silicon nanosheets” Nature Commun., 2022, 13, 5216. (IF = 16.6)

3. Wang, S., Feng, K., Zhang, D., Yang, D., Xiao, M., Zhang, C., He, L., Yan, B.,* Ozin, G. A., Sun, W.,* “Stable Cu Catalysts Supported by Two-dimensional SiO₂ with Strong Metal–Support Interaction”  Adv. Sci. 2022, 2104972 (内封面文章) (IF: 15.1)

4. Dake Zhang, Haiting Cai, Yize Su, Wei Sun*, Deren Yang, and Geoffrey A. Ozin*, “Silica samurai: Aristocrat of energy and environmental catalysis” Chem Catalysis, 2022, 2, 1893-1918. (IF:9.4)

5. Wei Sun*, Xiangkun Elvis Cao*, “Photothermal CO2 catalysis: From catalyst discovery to reactor design”, Chem Catalysis, 2022, 2, 215-217 (IF:9.4)

6. Yize Su, Shenghua Wang, Liang Ji, Chengcheng Zhang, Haiting Cai, Hui Zhang and Wei Sun*, “High surface area siloxene for photothermal and electrochemical catalysis”, Nanoscale, 2023, 15, 154-161 (IF:6.7) （在线发表于2022年）