冯守华（无机化学与材料化学）中国科学院院士｜我国无机水热合成化学开拓者与新概念半导体微纳器件研究先驱#

1. 研究方向#

冯守华院士长期从事无机合成与材料化学领域的基础和应用前沿研究，致力于建立高效率、低能耗、多尺度的无机功能材料水热与溶剂热化学合成新路线。其科学研究主要聚焦于三大核心科学难题：一是如何突破四面体配位限制，创制新型过渡金属微孔晶体材料；二是如何在温和水热条件下合成具备磁性、光学、电磁和催化活性的非平衡态复合固体功能体（如钙钛矿过渡金属氧化物和复合氟化物等），调控其形貌、缺陷及微观相变；三是通过精确的多相组装，在原子与分子尺度上构建新概念半导体器件（如原子级 $\text{p-n}$ 结等），同时模拟原始地球环境进行非生物自催化有机合成探索，推动生物水热化学和人工模拟水氧化催化等交叉前沿研究。

2. 标志性成果#

• 新型多功能微孔晶体系统的开拓与命名：

  • 传统的微孔材料（如经典的沸石分子筛）其骨架化学多局限于四面体配位。冯守华院士打破了这一经典的结构界限，系统开发出了全新的 $3$ 个系列 $20$ 余种全新微孔晶体化合物。

  • 他率先实现了微孔骨架基本配位单元的多样化（不仅引入了四面体，还成功引入了五配位与六配位过渡金属多面体等），实现了骨架原子的多元化。为彰显国家的科研贡献，他将这些全新微孔晶体化合物以中国的英文字头 $\text{C}$ 命名（如 $\text{C-1}$ 等系列），在国际上拓展了微孔固体结构化学的新范式。

• 温和水热化学理论的建立与多功能复合固体创制：

  • 他率先将温和水热合成方法学大范围推广至先进无机固体材料制备中。通过深入研究水热条件下多金属体系的核化、生长及缺陷控制机理，在具有代表性的功能复合氧化物（如钙钛矿结构 $\text{La}_{1-x}\text{Sr}_x\text{MnO}_3$ 等）和复合氟化物中取得了系统突破。

  • 其团队在国际上开发了多项控制水热反应中纳米颗粒缺陷及混合价态的新路径，系统揭示了功能无机材料的水热生成规律，构建了新型全天候多级中空微球等高比表面积固相催化剂，该系列成果使他荣获了教育部科技进步一等奖。

• 原子级 $\text{p-n}$ 结与新概念半导体器件创制：

  • 冯守华院士在半导体物理与化学的交叉前沿取得了一系列标志性成果。他利用高选择性水热歧化反应路径，成功制备了具有复杂三重混合价态的一维、二维无机微纳结构。

  • 基于该方法，他首次观测并原位证实了具有理想整流效应的原子尺度（$\text{atom-scale}$） $\text{p-n}$ 结。通过多维电学、磁学探测，阐明了利用局域复合界面处的杂化轨道重组改变复合固体整体电子态，进而实现电荷及自旋高度定向传输的物理机制，极大地拓展了新型半导体器件在原子尺度的物理外延。

• 生物水热化学与人工光合水氧化催化剂构建：

  • 他积极推动“水热合成”与“生命起源”的跨界研究，通过模拟原始地球环境的极端温压水热条件，从水、二氧化碳（$\text{CO}_2$）等最基础的无机小分子出发，成功实现向甲烷（$\text{CH}_4$）等有机生物小分子的非生物自催化高效转化，为早期生命起源进程中的化学进化提供了强有力的物证。

  • 同时，在储能与催化材料方向，他通过人工模拟天然水氧化体系（如光合作用 $\text{PSII}$ 中的 $\text{Mn}_4\text{CaO}_5$ 活性簇结构单元），利用水热路径精密构筑了类似 $\text{Mn}_4\text{CaO}_5$ 结构单元的仿生异质界相催化剂，成功解析了微观晶格氧的活化机理，制备出了高活性、长循环性能的新型析氧（$\text{OER}$）电催化材料。

3. 学术地位与影响#

冯守华院士是我国无机合成与制备化学、固体水热/溶剂热合成化学的开拓者与杰出领军科学家。他历任吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室首任主任，成功将该实验室建设成为具有卓越国际影响力的国家级多学科交叉研究基地，实验室于 $2005$ 年荣获科技部颁发的国家重点实验室集体“金牛奖”，他个人亦荣获“个人金牛奖”。他在《$\text{Angew. Chem. Int. Ed.}$》、《$\text{Adv. Mater.}$》、《$\text{Acc. Chem. Res.}$》等顶尖学术期刊发表论文 $300$ 余篇。他曾任国际溶剂热与水热化学协会（$\text{ISHA}$）主席，多次主持召开固体化学与水热化学顶尖国际会议，显著提升了我国在无机固体功能材料制备领域的国际领航地位。

1. 教育背景#

• $1975$ 年 $08$ 月－$1978$ 年 $08$ 月：吉林大学化学系无机化学本科，获学士学位。

• $1980$ 年 $09$ 月－$1983$ 年 $07$ 月：吉林大学化学系无机化学硕士研究生，获理学硕士学位（导师：中国无机化学先驱、中国科学院院士徐如人教授）。

• $1984$ 年 $08$ 月－$1986$ 年 $12$ 月：吉林大学化学系无机化学博士研究生，获理学博士学位（导师：徐如人院士，是新中国早期自主培养的优秀博士）。

• $1989$ 年 $08$ 月－$1992$ 年 $05$ 月：美国新泽西州立大学（Rutgers University）化学系，开展博士后研究工作。

2. 工作履历#

• $2015$ 年 $01$ 月至今：吉林大学学术委员会主任、讲席教授、博士生导师。

• $2017$ 年 $02$ 月至今：吉林省科学技术协会主席（第九届委员会主席）。

• $2016$ 年 $06$ 月起：青岛科技大学双聘院士、生态化工国家重点实验室培育基地学术委员会主任（兼）。

• $2001$ 年 $05$ 月－$2008$ 年：无机合成与制备化学国家重点实验室，首任实验室主任。

• $1993$ 年 $10$ 月－$2001$ 年 $05$ 月：无机水热合成国家教育部重点实验室，副主任。

• $1992$ 年 $10$ 月至今：吉林大学化学学院教授、博士生导师（其间：$2001$ 年至 $2004$ 年受聘为教育部“长江学者奖励计划”特聘教授，是首届国家杰出青年科学基金获得者）。

• $1987$ 年 $10$ 月－$1989$ 年 $07$ 月：吉林大学化学系，副教授。

• $1983$ 年 $09$ 月－$1987$ 年 $09$ 月：吉林大学化学系，讲师（其间：$1978$ 年至 $1983$ 年留校担任化学系助教，并攻读硕士、博士学位）。

1. 国家级与省部级顶尖奖项#

• 国家自然科学三等奖（$1$ 项）；

• 教育部科技进步一等奖（共 $3$ 项，作为项目第一完成人）；

• 国家级教学成果二等奖（$1$ 项）；

• 科技部国家重点实验室“个人金牛奖”（$2005$ 年）。

2. 国际荣誉与行业顶尖称号#

• 香港求是科技基金会“杰出青年学者奖”；

• 首届国家杰出青年科学基金获得者（$1994$ 年，作为首届“杰青”之一）；

• 国家有突出贡献的中青年专家；

• 教育部跨世纪优秀人才支持计划 入选者；

• 中国化学会会士。

1. 重要学术平台及期刊任职#

• 无机合成与制备化学国家重点实验室 创办主任、学术委员会委员；

• 《$\text{Materials Research Bulletin}$》（材料研究通报） 国际副主编 / 编委；

• 《$\text{Journal of Solid State Chemistry}$》（固体化学杂志） 国际编委；

• 《$\text{Journal of Nanoscience and Nanotechnology}$》（纳米科学与纳米技术杂志） 国际编委；

• 《中国科学：化学》、《无机化学学报》 等国内顶尖学术期刊 编委 / 副主编。

2. 重要社会与学术兼职#

• 第十一、十二、十三届全国政协 委员；

• 国务院学位委员会第六、七届化学学科评议组 成员；

• 中国化学会 理事、常务理事、原副秘书长；

• 吉林省科学技术协会 主席；

• 吉林省化学会 理事长；

• 国际溶剂热与水热化学协会（$\text{ISHA}$） 国际主席（曾任）。