完成单位：中国科学技术大学

完成人：吴长征、丁延伟、储旺盛、周天培、谢毅

成果简介：热（温度场）是影响物质结构和性质的关键，是获取新结构和新物性的重要途径。基于原子级表界面结构的新材料具有优异物理化学性质，在能源利用、电子器件和热防护等领域有重要应用。掌握温度场调控下原子级表界面结构的演化规律是合成最佳材料的必然要求，但在表征方法上面临巨大挑战。成果融合多种热分析技术与同步辐射X射线谱学解析手段，在温度场关联的低维无机固体原子级表界面结构表征方法和结构控制方面开展系列研究，突破了温度场调控下无机固体原子级表界面结构演化规律的表征难题，推动了系列新型无机功能材料的精准合成与应用：1. 基于规范化热分析技术指导温度场调控的低维无机材料微观结构精准可控合成。2.融合同步辐射谱学发展温度场调控下无机固体原子级表界面结构表征方法，指导新型低维无机材料设计开发。3.研制了高灵敏度高精度热分析仪器，成功应用于低维无机材料的精准合成与产业化应用。

成果发表在Nature Physics, Nature Catalysis, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等高水平学术期刊159篇，出版著作6部，国家标准/行业/公司标准8项，授权专利10件。4次入选中国科学院重大科技基础设施重大成果与重要成果汇编。实现4项应用转化，评估值累计3132.16万元。应邀参加国家“十三五”科技创新成就展。

创新点及科学价值：本成果1. 建立规范化热分析技术，为温度场调控的低维无机固体微观结构精准可控合成提供保障；2. 融合同步辐射谱学和热分析技术，建立温度场调控的低维无机固体原子级表界面结构分析新方法，为低维材料理性结构设计开辟新方向。3. 研发面向低维无机材料微观结构的高精度高灵敏度热测量仪器，指导新型气凝胶绿色规模化合成与应用。

社会经济效益：基于本成果完成的《热分析基础》、《热分析实验方案与曲线解析概论》图书被列为教材和重要参考书目；制定的多项标准被国内高校、中科院等行业的资质认定实验室作为重要的检测依据；研制的多通道微量热仪关键性能指标全面超过同类国外竞争对手，仪器整机国产化比例90%以上；融合温度调控的同步辐射谱学技术，实现了对低维材料表界面结构精度极限大幅提升（精度0.01 ?；灵敏度提高100倍），连续4次入选中国科学院重大科技基础设施重大成果与重要成果汇编；指导了气凝胶设计与合成，突破百吨级气凝胶新材料绿色产业化, 在建筑保温、工业节能领域得到了广泛应用，获得中国创新创业大赛总决赛一等奖等。

应用前景：本成果融合的多种热分析技术与同步辐射X射线谱学解析手段，建立规范化热分析技术，开发了相关高精度高灵敏度热测量仪器，解决了温度场调控下无机固体原子级表界面结构演化规律的表征难题，将推动系列新型无机功能材料的精准合成与在节能减排等领域的应用。