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陈光明

男, 深圳大学, 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1990.9 - 1994.6,北京理工大学,获工学学士学位
1994.9 - 1997.6,中国科学院化学研究所, 获理学硕士学位
1997.9 - 2000.6,中国科学院化学研究所, 获理学博士学位
2000.9 - 2002.9,日本国家材料科学研究所(National Institute for Materials Science, NIMS),STA Fellow
2002.9 - 2018.2,中国科学院化学研究所,副研究员
2018.3 - 深圳大学,特聘教授

研究领域和兴趣

聚合物复合材料

主要业绩

一、主要研究内容:
聚合物纳米复合材料最核心的科学问题无机粒子的剥离分散和有机/无机界面相互作用,研究的关键是发展简便绿色的制备方法并深入揭示其制备原理和结构-性能/功能关系机理,以期实现复合材料的高性能化和功能化。申请人近20余年来一直从事聚合物/无机粒子纳米复合材料领域的研究,提出绿色制备新方法和策略,在聚合物/层状双氢氧化物(LDH)纳米复合水凝胶、聚合物复合热电材料及其柔性器件等方面获得突破,代表性创新成果如下:
1. 聚合物/LDH纳米复合水凝胶
突破传统思维方式,提出了绿色制备聚合物/LDH纳米复合水凝胶的多种新方法,解决了有机聚合物水凝胶与LDH之间界面的热力学混溶性差的难题,首次观察到独特的微米-纳米多尺度互连网络结构,得到不含有毒有机溶剂且具有优异机械韧性和超级可拉伸性能的纳米复合水凝胶(Adv. Mater., 2014, 26, 5950)。
通过设计层间有机发光阴离子-无机层板内稀土金属离子的能量转移机理,合成了层板内含有二元(TbEu)或三元(GdTbEu)稀土元素的层状稀土氢氧化物,制备了一系列具有多色发光功能性的聚合物纳米复合水凝胶,实现了优异发光功能性及其高度可调可控(Small, 2017, 13, 1604070)。所提出的制备原理与机理策略,为聚合物纳米复合水凝胶的绿色制备、高性能化与功能化及其机理研究提供了新思路。
2. 聚合物复合热电材料
利用界面pai-pai相互作用诱导聚合物分子构象转变和能量过滤效应,设计了“模板导向-原位聚合”法制备多种聚合物/碳纳米粒子复合热电材料,解决电导率和Seebeck系数难以同时提高的难题(J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 12395,引用166次);可控制备多种聚合物微纳米结构热电材料,发现其热电性能服从下列规律:无纳米结构<纳米球<纳米棒<纳米管<纳米线;设计“模板导向-原位反相乳液聚合”方法,可控构筑聚合物纳米线包覆在石墨烯表面的三维网络结构(J. Mater. Chem. C, 2015, 3, 1649)、层状形貌和珊瑚状形貌等,实现热电性能的显著提高。
上述工作发表后受到了广泛的关注。例如:有机热电材料领域领军人物之一-Jaime C. Grunlan教授在Adv. Mater., 2018, 30, 1704386综述中,对申请人的工作进行了大段高度评价。“最近,梁等研究了SWCNT/PPy复合材料的独特(unique)层状形貌...复合材料的功率因子是PPy基纳米复合材料报道以来的最大值(the largest value reported for PPy-based nanocomposites)”。“相同课题组证明(demonstrated)了具有稳定热电性能的大面积、柔性且可拉伸的聚合物/CNT复合材料薄膜...”。
3. 柔性热电器件
提出了多种n-型SWCNT的表面处理过程,制备的热电模块其最大输出功率可达3.3μW(ACS Nano, 2017, 11, 5746)。
针对目前柔性热电器件的性能无法直接进行比较的问题,发现串联型(serial)组装模式优于折叠型(folding),而堆叠型(stacking)组装模式的热电性能最低。提出了评价柔性器件热电性能的公式:FDP=Pmax/mΔTN(Adv. Sci., 2019, 6, 1900584)。该研究是对柔性热电器件组装策略和性能评价的初步尝试,对于柔性热电器件的发展具有重要意义。
针对输运热流体的环形管道等应用背景,提出了一种具有集成模块结构的环形柔性热电器件设计思路,发现具有集成模块结构器件的热电性能远高于传统单层薄膜串联器件(NPJ Flex. Electron., 2020, 4, 1)。该研究采用的集成模块结构有利于单位应用面积上的高热电输出性能,而环形结构适用于输运热流体的管道等应用场合,对于针对应用背景发展高性能柔性热电器件组装策略具有重要意义。
二、主持项目:
国家自然科学基金项目6项(其中面上4项,主任和青年各1项)和科技部十五攻关计划子课题等项目十余项。
三、发表论著:
期刊论文132篇(其中第一/通讯作者108篇),ESI引用4200余次,包括ESI高被引论文5篇,热点论文2篇,VIP论文1篇。
应邀在Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology(第2版)发表专论1章。
应邀在国内外重要学术会议作Keynote和邀请报告十余次。
四、获得的主要奖励和荣誉:
2019年,国际先进材料协会(IAAM)European Advanced Materials Award
2019年,深圳市海外高层次B类人才(20190128090B)
2017年,英国皇家化学会会士(Fellow of the Royal Society of Chemistry)
2016年,中国科学院青年创新促进会优秀会员
2012年,中国科学院青年创新促进会会员
2008年,首届中国科学院王宽诚基金会卢嘉锡青年人才奖
2009年,2008年度北京市科学技术奖二等奖
2007年,北京市科技新星计划(A类)
2000年,中国科学院宝洁博士生奖学金
五、学术兼职:
2017, 11- Nano-Micro Letters(影响因子9.043)期刊编委
2019, 2- Functional Composite Materials(Springer Nature出版社)期刊编委
2016, 3-2017, 11 RSC Advances期刊副主编(Associate Editor)
2018- Polymers热电聚合物材料主题专刊客座编辑(Guest Editor)

代表成果

1. D. Qu, X. Huang, X. Li*, H. Wang*, G. Chen*, “Annular flexible thermoelectric devices with integrated-module architecture”, NPG Flex. Electron., 4 (2020) 1. DOI: doi.org/10.1038/s41528-020-0064-2
2. Z. Hu, G. Chen*, “Novel nanocomposite hydrogels consisting of layered double hydroxides with ultrahigh tensibility and hierarchical porous structure at low inorganic content”, Adv. Mater., 26(34) (2014) 5950-5956. DOI: 10.1002/adma.201400179 (ESI高被引论文)
3. D. Qu, X. Li*, H. Wang*, G. Chen*, “Assembly strategy and performance evaluation of flexible thermoelectric devices”, Adv. Sci., 6(15) (2019) 1900584(1-7). DOI: 10.1002/advs.201900584
4. G. Wu, Z.-G. Zhang, Y. Li, C. Gao*, X. Wang*, G. Chen*, “Exploring high-performance n-type thermoelectric composites using amino-substituted rylene dimides and carbon nanotube”, ACS Nano, 11(6) (2017) 5746-5752. DOI: 10.1021/acsnano.7b01279
5. K. Xu, G. Chen*, D. Qiu*, “Convenient construction of poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)/graphene pie-like structure with enhanced thermoelectric performance”, J. Mater. Chem. A, 1(40) (2013) 12395-12399. Doi: 10.1039/C3TA12691A (ESI高被引论文)
6. L. Liang, C. Gao, G. Chen*, C.-Y. Guo*, “Large-area, stretchable, super flexible and mechanically stable thermoelectric films of polymer/carbon nanotube composites”, J. Mater. Chem. C, 2016, 4(3), 526-532. DOI: 10.1039/c5tc03768a (ESI高被引论文)
7. G. Chen,* W. Xu, D. Zhu, “Recent advances in organic polymer thermoelectric composites”, J. Mater. Chem. C, 2017, 5(18), 4350-4360. DOI: 10.1039/C6TC05488A (ESI高被引论文)
8. C. Gao, G. Chen*, “Conducting polymer/carbon particle thermoelectric composites: emerging green energy materials”, Compos. Sci. Technol., 124 (2016) 52-70. DOI: 10.1016/j.compscitech.2016.01.014 (ESI高被引论文)
9. G. Chen*, "Polymer-Clay Nanocomposites" in "Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology", 2nd Eds., Ed. by H. S. Nalwa, 2011, American Scientific Press, Vol: 21, Chapter 94, page 251-275.
10. G. Chen*, "Polymer thermoelectric composites", Keynote, European Advanced Materials Congress, 2019, Stockholm, Sweden.

*以上信息由高级会员个人更新和维护。