近日， 山東師範大學化學化工與材料科學學院羅濤教授作為第一作者，山東師範大學為第一完成單位，在國際頂級學術期刊《Science》上發表研究論文，首次發現單次凍融迴圈即可誘導水鐵礦奈米顆粒發生不可逆聚集，並將其後續轉化路徑由針鐵礦轉向赤鐵礦大學。
這是學校 建校以來首次以第一完成單位在《Science》正刊發表研究成果，標誌著學院化學學科在基礎前沿研究領域取得歷史性重大突破大學。
水鐵礦是自然界中普遍存在的奈米礦物，直徑僅約5奈米，比表面積大、反應活性極高，穩定性比較差，堪稱鐵礦物世界的“嬰兒”，它既是許多鐵礦物形成前的“前驅體”，也是吸附重金屬、磷和有機碳的“超級海綿”大學。但長期以來，科學界對凍融過程的認知停留在“低溫讓反應變慢”的層面，認為凍結不過是給礦物反應按下了“暫停鍵”。
羅濤教授團隊的研究徹底顛覆了這一傳統認識，他們發現凍結本身就是一個主動的“化學反應器”大學。研究團隊利用冷凍透射電鏡、紅外光譜、X射線光電子能譜及動態光散射等多尺度技術，首次定量揭示了冰晶間液態邊界層中奈米顆粒的聚集動力學與介面鍵合機制。
也就是說，當水結冰時，冰晶像一雙無形的手，把水鐵礦奈米顆粒擠到冰晶之間極薄的液態邊界層中，那是一個僅有幾十到幾百奈米厚的狹小空間，大約比一根頭髮絲細上千倍大學。在那裡，顆粒經歷脫水、壓縮和表面羥基反應，形成穩定的Fe—O—Fe化學鍵連線，就像被焊接在一起，再也無法分開。
這種由物理限域和化學鍵合共同驅動的過程，徹底改變了水鐵礦的“軌跡”，原本容易透過溶解再沉澱形成針鐵礦，現在卻被“掰”到了固相重排形成赤鐵礦的新路上大學。一次凍融，改變了礦物未來數月甚至更長時間的演化方向，這就是凍結的“記憶效應”。
這項發現的意義遠不止於礦物學本身大學。水鐵礦是連線鐵元素生物有效性、重金屬歸宿、磷迴圈和有機碳封存的關鍵介面載體。一次凍融迴圈就能給水鐵礦留下長達數月的“記憶效應”，改變其吸附汙染物、固定有機碳的能力。在全球變暖導致凍土退化、冰川消融、凍融頻率和強度加劇的背景下，這一發現為理解寒區鐵迴圈、碳封存以及汙染物遷移提供了全新的理論框架。氣候變化不僅讓凍土融化釋放物質，凍結過程本身也在提前“預設”這些礦物載體的命運。
近年來，該學院化學學科在人才生態建設方面系統性發力，始終堅持“基礎研究引領、學科交叉為翼”的發展戰略，充分發揮以含氟功能膜材料全國重點實驗室為核心的學科平臺群協同攻關優勢，原創構建“看得見、分得清、測得準”研究正規化大學。羅濤正是學院近年引進並重點培養的青年教師，從海外優青申報到裝置採購、經費配套，學院為青年人才衝擊頂尖科學問題提供了堅實保障。目前，學科已形成院士領航、國家級人才為骨幹、省部級人才為支撐的“金字塔”式人才格局。學院化學學科將繼續深耕基礎前沿研究領域，依託現有科研平臺與人才優勢，不斷產出更多原創性重大成果，持續提升學科國際影響力，為服務國家“雙碳”戰略、生態環境保護等重大需求貢獻山師力量，推動學校“衝一流”建設再上新臺階。
