中国科大准备新担任博士生指导教师简况表

中国科大准备新担任博士生指导教师简况表
申请专业 材料学
指导硕士或协助指导国内外博士生情况 所在单位 化学与材料学院材料科学与工程系 学 位 论 文 名 称
学生姓名 类别毕业时间
姓 名 初宝进 性别
男
出生年月 1975.7 Investigations of
structure-property relationships to enhance the multifunctional properties of PVDF-based polymers High energy/capacitance density poly(vinylidene fluoride) based polymers for energy storage capacitor applications Bret Neese
Xin Zhou 博士
博士 2009.5
2009.8
最高学位
博士
授予时间 2008年5月 最高学位授予学校 宾夕法尼亚州立大学
最高学位授予专业
材料科学与工程博士
人才类型 青年千人
副高评定时间
正高评定时间 2012年8月
行政或学术兼职
主要学习、工作、出国经历
讲 授 课 程 情 况
教育经历： 2003年8月-2008年5月，宾州州立大学 材料科学与工程（Materials
Science and Engineering ）博士（Ph.D ）
1997年9月-2000年7月，中科院上海硅酸盐研究所，材料学硕士
1993年9月-1997年7月，山东轻工业学院 学士
工作经历：
2012年8月至今，中国科技大学材料科学与工程系，教授
2010年11月-2012年7月，南达科达矿业学院(South Dakota School
of Mines and Technology)，二级研究员 （Research Scientist II ） 2008年4月-2010年10月，宾州州立大学材料研究所 (Materials
Research Institute at Pennsylvania State University)，博士后(Postdoctoral Scholar) 2007年2月-2007年6月，GE 全球研发中心（GE Global Research ），研究实习（Research Intern ） 2003年8月-2008年4月， 宾州州立大学材料研究所 (Materials
Research Institute at Pennsylvania State University)，研究生研究助理
（Research Assistant ）
2002年9月-2003年7月，韩国窑业技术院，访问学者（Visiting Research Fellow ）
2000年7月-2002年7月，中科院上海硅酸盐研究所 助理研究员
主讲课程、时间 授课对象学 时
代 表 性 成 果 简 介 1.在PVDF 基的铁电高分子材料中发现了极强的电热耦合效应
固体冷却器件具有易于集成和小型化， 效率高，以及环保的
优点。

最常见的固态冷却器件是基于Peltier 效应的器件，但是这
些器件的冷却效率往往还比较低。

近年来在对铁磁材料研究中科研人员发现很高的磁热耦合效应。

因为铁电和铁磁的类似性，人们重新对铁电材料的电热耦合现象产生了兴趣。

申请人与其合作者研究了PVDF-基共聚物和三聚物的电热耦合效应，发现伴随着铁电极化在电场下的转向，这些高分子材料可以产生巨大熵变和温度变化（绝热情况下），而且巨大的温度变化可以在接近室温下实现。

这
些材料在固态冷却器件领域具有很好的应用前景。

相关的结果发表
于Science （申请人为第二 作者）
，并申请了一项美国专利。

BBC,Sciencedaily 及其他媒体对此做了专题报道。

2. 发明了一种基于挠曲电效应的新型压电材料 在无机晶体中，应变梯度可以导致晶格畸变，从而产生宏观的介电极化，这种现象被称为挠曲电效应。

由于普通介电材料的挠曲电效应很微弱，这个现象在20世纪60年代被提出后，并没有引
起研究者的兴趣。

20世纪80年代的理论计算表明挠曲电效应与材料的介电性能成正比，近十年来的实验结果证明这个结论：在
具有很高介电系数的铁电材料中，人们测量到了很高的挠曲电效应，这为挠曲电效应的实用化提供了基础。

挠曲电效应的一个应用方向是设计新型的压电复合材料；在这种压电材料中，不需要任何组分为压电材料。

申请人利用铁电材料的挠曲电效应，发明了一种弯曲模式挠曲电压电复合材料。

在非机械谐振的情况下，
这种压电复合材料的压电性能超过所有的传统压电材料包括铅基
压电单晶。

在机械谐振的情况下，由于振动幅度大大地提高，应变梯度也相应的大大地提高，从而压电性能会十几倍甚至上百倍
地提高。

申请人还发现与传统压电材料不同，挠曲电压电复合材料的正逆压电效应是可以分开的。

申请人进一步利用力学原理推导出新复合材料压电性能的表达式，并用有限元计算发现,利用这种结构，通过减少材料尺寸，新压电复合材料可以产生远远超过现有的压电材料的压电性能（~106 pC/N ）。

而且这种材料具有很高的温度稳定性和不含铅的优点。

这种新材料在感应器和换能器
领域将会有广阔的应用。

相关结果发表在Journal of Applied
Physics 等杂志，并申请美国专利一项。

主 要 研 究 方 向 及 特 色
主要研究领域为铁电、压电以及介电材料和应用研究。

近几年主要在以下几个研究方向开了研究：
（1） 多组分高分子材料体系的界面及其对铁电材料储能密度的影响
铁电高分子材料具有较高的介电系数和击穿电场，可用于电能量存储的介电材料，在一些脉冲功率系统比如微波武器、激光武器等系统有着很重要的应用。

本研究对铁电高分子基的纳米复合材料和高分子混合
物研究中发现这些多组分体系中的界面可以提高材
料的储能密度，其产生机理仍需进一步研究。

（2） 铁电材料的电卡效应
发现铁电高分子材料巨大的电卡效应，可用于固态冷却材料。

（3） 铁电材料的挠曲电效应和应用研究
这是铁电材料领域近年来大家比较感兴趣的领域。

挠曲电效应对于理解一些低维纳米材料的异常介电和铁电响应有着很重要的意义，同时可利挠曲电效应去设计高性能功能材料和器件。

本人近年来在这个领域
做了大量探索研究，发明了具有很高压电性能的挠曲
电压电复合材料。

相关研究还在进行中。

科 研 情 况（近五年来情况，应与申请表相同）
主要论文名称、收录情况
作者排名
发表刊物、时间
应用、鉴定成果、专利（专利号）
类型、等级
本人名次
Flexoelectricity in Several Thermoplastic and Thermosetting Polymers，SCI Flexure Mode Flexoelectric Piezoelectric Composite,SCI Interfaces in PVDF
Terpolymer/ZrO 2
Nanocomposites and Their Effect on Dielectric
Properties
SCI
Enhancement of Dielectric
Energy Density in
Poly(vinylidene
fluoride)-based
Terpolymer/Copolymer
Blends
SCI Large Electrocaloric Effect in Ferroelectric Polymer near Room Temperature SCI
A A
A
A
B Appl. Phys. Lett.
2012
J. Appl. Phys. 2009
J. Appl. Phys. 2009
Appl. Phys. Lett. 2008
Science 2008
本人目前正在承担的科研项目(仅限于主要负责人) 项目名称、来源、经费指标卡号 总经费
(万元)
本人经费(万元)
起止日期 “青年千人”学校配套经费 “青年千人”中组部配套经费 100 300 100 300
2012-2015 2012-2015专著名称
总页数 本人
页数
出版社、时间
获奖时间、名称、颁奖单位
等级
本人
名次
发表论文国内外核心刊物第一作者数(6 )
学生为第1作者，本人为第2作者数( )，专著数( )
注1：A 、第1作者 B 、学生为第1作者，申请人为第2作者 C 、其它。