［本站讯］近日，材料科学与工程学院李辉教授课题组在熔体研究上取得重要进展。论文以“Liquid-Liquid Phase Transition in Nanoconfined Silicon Carbide”为题，在线发表于国际化学研究领域的顶级期刊《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc., 2016, DOI: 10.1021/jacs.5b13467; IF=12.113），该工作得到JACS审稿人的高度评价，并作为JACS Spotlight被予以亮点报道。该研究成果由山东大学独立完成。
　　熔体结构对材料的性能有直接影响，熔体结构研究的理论突破将有利于冶金、材料、凝聚态物理、化学等相关领域的发展。众所周知，固体拥有多种同素异形体。然而最近研究结果显示，熔体也具有多态性，即存在着液液相变。这个发现打破了人们对于熔体结构的传统观念，引起了科学家们对于熔体结构的广泛关注。液液相变会对固体材料的性质及相变特征有遗传作用，如非晶结构的多态性转变等，直接决定着材料制备工艺的制定及实际应用。目前，液液相变研究已经成为材料学领域最有吸引力的研究方向之一。李辉教授课题组前期研究工作证明：易形成四面体网络的硅熔体和碳熔体都存在着液液相变，这预示着碳化硅熔体极有可能也存在液液相变，然而由于碳化硅熔体研究存在诸多困难，有关其液液相变的证据至今未见报道。碳化硅作为第三代半导体材料，能够带来更高的光电转换效率，用于LED照明可降低40%的成本，应用于太阳能发电可降低25%以上的转换损失，如何制备结构完美、性能优良的碳化硅单晶材料是目前国际上研究的热点，而制备碳化硅单晶材料最关键的理论问题是其熔体的结构特征及形核生长机制。
　　围绕上述科学问题，2013级硕士研究生吴维康在李辉教授的指导下，利用“夹层受限”的方法对碳化硅熔体进行了研究，发现了具有分层特征的液液相变，并实现了硅碳的可控分离。这一研究结果首次预测了受限碳化硅熔体的液液相变，并为制备具有特殊结构和性能的碳化硅材料提供了一条新的途径。
　　近年来，山东大学“材料液固结构演变与加工教育部重点实验室”和“液态金属及铸造技术研究所”，在熔体结构、性质及应用研究方面形成了鲜明的特色，并在熔体结构、界面润湿性、金属过热熔体脆性及熔体处理技术等方面取得了许多有影响的成果，取得良好的社会与经济效益，相关研究成果引起国际同行的广泛关注。
　　李辉教授课题组在熔体结构及界面润湿性等方面已取得了系列进展，包括二维受限硅熔体的结构演变（Sci. Rep., 2015, 5, 14792.; Nanoscale, 2016,8,4520(封面文章)); Nanoscale, 2014, 6, 4217.）、碳熔体的液液相变（Sci. Rep., 2014, 4, 3635.）、铜液滴的反润湿行为（Sci. Rep., 2014, 4, 3938.）、铜液滴的润湿与融合（Sci. Rep., 2015, 5, 15190.）等。上述研究得到国家自然科学基金面上项目（51271100）、国家重点基础研究发展计划（2012CB825702）和泰山学者建设工程专项的资助。
　　
　　相关研究成果链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b13467