该办法具有的强壮组成才能答应一次试验中组成出百万个具有不同参数的资料，借此构建了‘纳米资料巨型数据库’（Nanoparticle megalibraries），并被世界纯粹与运用化学联合会评为 2022 年‘化学范畴十大新式技能’之一。而本次作业正是‘纳米资料巨型数据库’的重要组成部分。”现在正在美国西北大学做博后研讨的沈渤这样总结自己的新效果。
沈渤本科和博士先后就读于南开大学和美国布朗大学，当下在美国西北大学世界纳米中心做博后研讨，在这里他的协作导师是五院院士查德·米尔金教授（Chad A. Mirkin）。沈渤现在专心于运用高通量组成以及机器学习办法快速挑选高功能资料。
在上述研讨里，沈渤引入了一种高效的纳米中空颗粒组成办法，经过扫描探针嵌段共聚物纳米印刷技能（scanning probe block copolymer lithography, SPBCL），成功组成了具有不同尺度和化学组成的多金属纳米颗粒。并运用金属和硫单质反响时的可肯达尔效应（Kirkendall effect），在接下来的硫化反响中成功完成了纳米颗粒中空结构的调控，例如：单壳层结构、多壳层结构、蛋黄壳（yolk-shell）结构和异质壳结构。该研讨为金属硫族化合物资料的优化供给了新的规划思路，并为其在动力和催化范畴的更广泛运用奠定了坚实的根底。估计这类资料有两方面潜在的运用：
（1）在动力方面，可用作电池电极资料，进步电极的能量密度；也能够作为催化剂促进水解反响发生氢气，以推动新动力的开发。这将有助于削减化石燃料的运用和碳排放，进一步推动双碳方针的完成。
（2）在环境方面，能够作为水处理催化剂，降解水中的污染物。其中空结构能够供给更高的活性表面积和更好的负载才能，然后进步催化剂的功率和寿数。
审稿人点评称：“该论文报导了在 SPBCL 技能的协助下组成了多组分空心金属硫系纳米颗粒。作者以 Cu-Ni-Co 的多金属组分为模型系统，对多金属硫化物空心纳米颗粒的构成机理进行了深化的研讨，并在此根底上建立了金属离子分散动力学与空心结构之间的相关性来描绘 Kirkendall 效应。更重要的是，这种 SPBCL 能够供给一个高效的渠道来构建很多的纳米颗粒，并完成对其化学组成和尺度进行精确的操控，为可程式化规划和发现功能性多组分空心纳米颗粒供给了宽广的空间。”
别的，如安在纳米资料巨型数据库中高效挑选出具有优异功能的资料，是课题组的下一个方针。“咱们开始打算在很多的中空纳米颗粒数据库中挑选出具有最优功能的光催化产氢的资料，期望能进一步推动非贵金属催化剂产氢这一范畴的开展。”沈渤说。
金属硫化物资料在催化和动力方面有着广泛运用。中空纳米颗粒，能够最大化将这些资料的表面积和负载才能，然后进一步优化其功能。在这类中空纳米资猜中，化学组成、元素散布和描摹结构等参数明显影响资料的功能。
现在，大部分中空纳米颗粒都是由硬模板辅佐办法得到，可是这种办法首要局限于只能组成由一种阳离子和一种阴离子组成的单组分纳米资料。比较于单组分纳米资料，多组分金属硫化物中空纳米颗粒因为其不同组分之间的协同效果，一般表现出更优异的功能。可是，组成多组分金属硫化物中空纳米颗粒依然存在很大的困难，这约束了其广泛运用。因而，沈渤等人进行了本项研讨。
在研讨中，他和搭档首要确认了金属硫化物资料的广泛运用以及多组分中空纳米颗粒描摹操控的重要性。然后挑选了一种新的组成办法——扫描探针嵌段共聚物纳米印刷技能（SPBCL）来高通量组成多金属纳米颗粒，经硫化后构成多组分中空纳米颗粒。高通量组成的办法能够使他们更便利、方便、有效地取得很多试验成果。
接下来，他们进行了资料制备，首要包含制备多金属纳米颗粒、操控金属颗粒的尺度和化学组成、以及操控硫化过程中的反响温度等过程。此外，他们对多金属硫化物中空纳米颗粒的描摹进行调控与表征，包含单壳层结构、多壳层结构、蛋黄壳结构、异质壳结构等。随后沈渤和搭档运用理论核算，模仿了中空结构在不同反响温度下的描摹的相互改变，并测试了不同描摹的中空多金属硫化物纳米颗粒在催化方面的功能。
像其他科研作业相同，本作业也阅历了一些挑战和困难。在此期间，他们遭遇到最大的问题是怎么高效精确地制备多组分纳米颗粒。为了到达这个方针，他们尝试了多种办法，例如溶液相反响和固相反响等，可是这些传统的试错法很低效，并且难以操控纳米颗粒的尺度和化学组成。终究，该团队找到了一种高通量的制备办法，即扫描探针嵌段共聚物纳米印刷技能（SPBCL）。
别的，课题组在组成过程中发现了一些意料之外的成果。例如，在硫化 Co-Cu 异质结构纳米颗粒中，他们发现当硫化温度位到达 350 摄氏度时，本来不相溶的 Co 和 Cu 构成了固熔体。经过理论核算模仿，该团队发现，CuS 在 CoS2 中的溶解度跟着温度升高而添加，解说了固熔体构成的现象。这些发现使得他们愈加深化了解了怎么调控中空纳米颗粒的描摹。
关于团队协作，沈渤也有了更深入的知道。本作业是一个交叉学科的研讨，包含无机化学、资料科学、纳米技能、核算模仿等常识范畴。团队中每个协作者都有各自共同的的专业布景和研讨方向，作为这个项目的首要承当者，沈渤不只是首要的试验规划者，更是团队中交流和协作的桥梁。他表明：“十分感谢我的博士后协作导师 Chad A. Mirkin、黄力梁博士以及其他协作者的协助。也感谢爸爸妈妈和爱人一路走来对我科研抱负的支撑。”
另据悉，沈渤在学业上取得了多项奖项，包含美国西北大学世界纳米研讨中心博士后奖学金、美国西北大学世界纳米研讨中心出色研讨员奖，布朗大学 Dwight A. Sweigart 奖学金。此外，他还曾担任 Frontiers in Chemistry 客座副主编，以及 Nano Letters、Nanoscale Horizon、Nanoscale 等独立期刊的审稿人。这些阅历都有助沈渤成为一名合格的科学家。
接下来，他方案回国持续从事科学研讨。他说：“我十分期望能把多年海外所学的科学技能常识报答祖国。我以为我国有比全世界其他地方有更多的机会，尤其是在科研范畴。国内的科研环境十分好，不只有优异的人才和先进的仪器设备，还有宽广的开展空间和政策支撑。我期望能与国内优异的科研团队一同尽力，为我国的科技立异工作做出自己的奉献。”
