3月12日，美国科学院院士、世界陶瓷科学院院士、美国加州大学戴维斯分校理学院院长 Alexandra Navrotsky教授在闵行校区图书信息楼八楼做客第96期大师讲坛，为交大师生带来题为“A Career in Thermodynamics, Geochemistry, and Materials Science”的精彩报告。

报告开始前，“科普三分钟”特色栏目以短视频的形式向在座观众介绍了热力学的基本概念。

讲座中，Navrotsky教授首先介绍了热力学研究的基础性以及重要性，热力学研究可以揭开化合物的稳定性、表面能、晶格缺陷等现象背后的神秘面纱，在材料制备工艺、环境科学、矿物、地质物理、核材料等研究领域都有极为重要的应用。紧接着，Navrotsky教授介绍了如何测试材料的热容、相变热、以及生成焓等技术，同时重点介绍了Calvet-Tian型的量热技术在这些热力学研究中的重要应用。然后，结合自己的研究经历，Navrotsky教授综述了热化学的研究发展历程以及美国不同历史时期的政治经济状况对晶体结构研究领域的影响。她着重介绍了高压结构晶体的研究成果，在不同的地质深度，由于压力与温度的不同，晶体结构有不同的分布。Navrotsky教授使用微量热技术，从热力学的角度成功揭示了尖晶石结构中八面体位对离子的选择倾向性的规律。她的课题组在尖晶石以及钙钛矿结构等领域进行了长期的系统性研究工作，对揭开这两类结构晶体的稳定性本质问题提供了坚实的证据。Navrotsky教授指出，纳米科技的发展发现，块体晶体的相变条件在纳米世界里面发生很大的变化，虽然理论计算推测是高的表面能引起的，但是究竟纳米颗粒的表面能有多大却缺乏有效的测试方法。她实现了纳米颗粒的表面能的实验测量，从而成功地从热力学的角度解释了纳米颗粒的高表面积以及相对应的高总表面能对晶相的稳定性所产生的巨大影响，揭示了纳米结构材料的表面能对晶体结构相变条件的影响的根本原因所在。最后，Navrotsky教授介绍了她的最新的研究课题和进展，包括对镧系以及锕系化合物、燃料电池材料、金属有机框架结构化合物以及纳米结构材料的研究等。

Navrotsky教授对不同的晶体结构以及结构的键能、缺陷等热力学稳定性问题如数家珍。经过多年研究，她和她的课题组还构建了新型的更高精度的3D量热系统AlexSYS，有望成为热化学领域的新型仪器设备。

在互动环节中，Navrotsky教授回答了关于MOF材料、纳米材料、分子筛的表面吸附等问题。

讲座最后，大师讲坛组委会向Navrotsky教授赠送了精心制作的泥塑人像作为纪念品，以表达交大学子对她到访由衷的感谢和诚挚的祝福。她也应邀留下大师手印和题字，并与大师讲坛组委会成员合影留念。此外，她还接受了俄罗斯留学生团体的采访。

【嘉宾简介】

Alexandra Navrotsky，美国科学院院士、世界陶瓷科学院院士，现担任美国加州大学戴维斯分校理学院院长。她于1967年获得芝加哥大学博士学位，并先后于亚利桑那州立大学化学系、普林斯顿大学地质和地球物理系任教。2001年，她被任命为Edward Roessler数学和物理科学主席；2011年，当选美国哲学院院士。截止目前，她已经在Nature, Science, Nature Materials, PNAS, JACS, Angewandte Chemie等学术期刊发表论文800余篇。

【背景介绍】

热力学是最古老的学科之一，也是研究晶体材料的稳定性、表面科学、复合结构等有力的工具。现代热力学对研究多尺度结构、表面催化等具有独特的优势和不可取代的重要作用。

Navrotsky教授是现代热力学研究领域的世界知名专家，她的研究专注于矿物、陶瓷及其他复合材料结构的微观特性与其宏观热力学特性之间的关系。在矿物热力学、地幔矿物学及高压相变、硅酸盐熔体及玻璃热力学、尖晶石的有序以及无序性、网状硅酸盐、陶瓷加工、氧化物超导体、纳米氧化物、沸石、氮化物以及结构-能量-特性关系问题等方面都颇有建树。她的实验涉及的主要科技领域为高温反应热量测定。

Navrotsky教授在热力学领域贡献卓著。她于1973年获得斯隆奖学金；1981年获得美国矿物协会奖；1988年成为美国地球科学协会会员；1991-1992年担任美国矿物学学会副主席，1992-1993年担任学会主席；1997年成为地球化学协会会员；1986-1991年5年内，作为矿物与物理学研究的编辑，为政府和研究院的众多委员会与同行做咨询顾问；1995年获得美国陶瓷学会Ross Coffin Purdy奖，并获颁瑞典乌普萨拉大学名誉博士；2002年获得地球科学本杰明富兰克林勋章；2004年被选为大英矿物协会会员，并获得尤里奖章（欧洲地球化学协会最高职业荣誉）；2005年其合著的《镍钼酸盐量热研究：成型的热容量、热涵及吉布斯能量》被授予斯普里格相平衡奖；2006年被美国地球物理学协会授予赫斯奖章；2009年被授予美国矿物学会罗勃林奖。

【张鹏】