一、时间:2025年9月17日8:30—12:35
二、地点:华南理工大学五山校区25号楼346室
三、流程:
时间 | 报告人 | 内容 | 主持人 |
开幕式 | |||
8:30-8:40 | Yiu-Wing Mai(港理工教授) | 致辞 | 郭宝春 (华工教授) |
学术交流 | |||
8:40-9:05 | Yiu-Wing Mai (港理工教授) | A Personal Perspective on Composites Research | 苏众庆 (港理工教授) |
9:05-9:30 | 金斌杰 (华工副教授) | 多材料3D打印弹性体及弹性体复合材料的力学性能 | |
9:30-9:55 | 沈曦 (港理工教授) | Anisotropic polymer nanocomposites for multifunctional applications | |
9:55-10:20 | 赵晓林 (港理工教授) | Floating Structures | 黄海涛 (港理工教授) |
10:20-10:45 | 陈光明 (华工教授) | 复合材料组合结构在桥梁工程中应用:研究与实践 | |
10:45-10:55 | 茶歇 | ||
10:55-11:20 | 黄海涛 (港理工教授) | Structural Energy Storage | 褚衍辉 (华工教授) |
11:20-11:45 | 马龙涛 (华工教授) | 可充放电锌金属电池 | |
11:45-12:10 | 陈子斌 (港理工教授) | In situ electron microscopy | 赵晓林 (港理工教授) |
12:10-12:35 | 褚衍辉 (华工教授) | 面向极端环境用高熵超高温陶瓷创制 |
四、报告摘要及报告人简介
(一)香港理工大学
1. Yiu-Wing Mai报告: A Personal Perspective on Composites Research
In this talk, I will give a short summary of my research journey of over 40 years on various aspects of composite materials conducted at 3 overseas universities; University of Michigan, Imperial College London and the University of Sydney, and 3 local universities: HKUST, CityU and PolyU. These studies cover a wide range of ;reinforcements including fillers of different geometries and sizes in diverse matrices of polymers, metals, ceramics and cementitious materials for different end applications. They were mainly driven by societal concerns, medical health demands, specific engineering applications, etc., leading to foundational science and knowledge. The past always sheds light for the future. This is my ultimate objective.
报告人简介:Prof.Mai Yiu Wing(米耀荣)received his PhD, DSc and DSc (honoris causa) from the University of Hong Kong in 1972, 1999 and 2013, respectively. He spent more than 4 decades as an academic at the University of Sydney where he rose through the ranks to the only University Chair of Mechanical Engineering in 2004. He retired in May 2023 and returned to the Polytechnic University in Hong Kong in November 2023 as a ;Distinguished Chair Professor of Composites Science and Engineering. His research interests are fracture mechanics and advanced composites. Prof. Mai was elected to fellowships of several prestigious academies, including the Chinese Academy of Engineering, the Royal Society of London and the Australian Academy of Science.
2.赵晓林报告:Floating Structures
This presentation will start with the recent development on floating structures and the challenges. Floating structure technology plays an important role in sustainable development of megacities, renewable energy generation and establishing blue economy. The talk will then briefly introduce recent work at PolyU on floating structures, including UHPC, FRP bars, FRP construction, Fe-SMA prestressed UHPC, floating pontoons, floating measuring platform, analysis of Modular Floating Structure (MFS), Wave response spectrum method.
报告人简介:赵晓林教授,现任香港理工大学土木及环境工程学系土木基础设施讲座教授,香港全球杰出教授,澳大利亚技术科学与工程院院士。曾任澳大利亚蒙纳士大学土木工程系终身讲席教授及土木工程系系主任,澳大利亚新南威尔士大学工程学院副院长。获得德国洪堡基金颁发的洪堡研究奖,国际焊接协会Thomas 奖章,主要研究领域为高性能可持续材料在土木工程中的应用、钢-混凝土-复合材料组合结构,漂浮结构。
3. 黄海涛报告:Structural Energy Storage
Structural energy storage represents revolutionary dual-functionality integration of structural load-bearing elements and energy storage elements. The inherent multifunctionality of this technology can achieve substantial overall weight reduction through component consolidation while concurrently maintain the mechanical strength and required energy output. I will introduce our recent work in this area with a focus in the engineering of polymer electrolyte for enhanced structural energy storage. (1) We integrate MXene into the polymer electrolyte to provide an even electric field distribution under bending conditions. The MXene-integrated device retains 90.4% of its initial capacity after 10,000 mechanical load cycles, showing excellent long-term stability. (2) By forming hydrogen bonding among chaotropic ClO4- anions, ethylene glycol, and the polymer matrix, we simultaneously enhance the stiffness and toughness of the polymer composite. Benefiting from the superior freeze resistance and mechanical strength, the fabricated structural energy storage devices demonstrate exceptional electrochemical stability, maintaining 90.9% of its initial specific capacity through 2,000 electrochemical cycles and under cyclic three-point bending test (at a strain of 0.6%) at subzero temperature.
报告人简介:黄海涛,香港理工大学应用物理系教授,英国皇家化学会会士。长期从事电介质材料和新型低维纳米结构新能源材料的制备、性能表征及物理机制研究。至今发表包括Nature,Nature Photonics和Nature Communications, 等国际著名学术期刊论文400多篇,并入选科睿唯安“全球高被引科学家”榜单(2024)。曾荣获国土资源部科学技术二等奖(2017)、教育部高等学校科研优秀成果自然科学二等奖(2019)和2023年度香港理工大学理学院杰出成就奖(研究类)。现任Advanced Battery Materials主编和多个国际学术期刊的编委,国际电化学能源科学院理事,中国复合材料学会矿物复合材料专业委员会副主任委员,中国仪表功能材料学会电子元器件关键材料与技术专业委员会副主任委员等。
4. 沈曦:Anisotropic polymer nanocomposites for multifunctional applications
Two-dimensional (2D) materials such as graphene, boron nitride nanosheets (BNNS), MXene have unique thermo-optical properties, making them ideal fillers for the construction of composites for thermal energy regulation. However, the full translation of the thermo-optical properties from nanofillers into bulk composites is challenging. To solve the above problems, we develop a combined multiscale modeling and experimental approach. We use simulations to reveal the influence of interfacial properties and microstructural features on the thermal conductivity and optical reflectance, and establish new theoretical models to elucidate the heat and mass transfer mechanism in bulk composites. Based on the design, we develop various directional freeze-casting techniques, such as sequential bi-directional freeze-casting, solvent-assisted freeze-casting, ice-structuring freeze-casting, and additive freeze-casting, to effectively regulate the growth of ice crystals and control important structural parameters affecting the photothermal properties such as pore wall structure, pore orientation, and porosity. These techniques are further used to construct nanocomposite thin films, aerogels, and hydrogels with anisotropic structures, so that the thermo-optical performance of 2D fillers is maximized in the bulk composite structures. These bulk anisotropic nanocomposite structures show excellent performance in thermal energy regulating applications, including thermal interface materials, radiation cooling, and solar-powered evaporation.
报告人简介:沈曦,香港理工大学航空及民航工程学系助理教授。于香港科技大学机械及航天工程学系获得博士学位,曾任香港科技大学研究助理教授、德国凯泽斯劳滕复合材料研究所(IVW GmbH)洪堡学者。近年来主持开展国家及香港特别行政区的多项基础与应用科研项目,涉及开发纳米复合材料及热管理应用,已发表期刊论文72篇、1章著作章节、1项专利。他的论文在 Web of Science上被引用超过8500次,入选全球前2%被引用次数最多的科学家。他曾在重要的地区和国际会议上获得两项最佳论文奖,包括在第20届国际复合材料大会(ICCM-20)Tsai Award(全球每两年评选一人)。他还曾于2011年和2017年分别获得香港政府博士奖学金(Hong Kong PhD Fellowship)和亚历山大-冯-洪堡学者(Alexander von Humboldt Research Fellowship
5. 陈子斌报告:In-situ Electron Microscopy for Ferroelectric Materials
Understanding the switching behavior of ferroelectric domains under external fields is crucial for the application of ferroelectric materials in memory devices, actuators, and nanoelectronic devices. The characteristics of ferroelectric behavior can be studied and interpreted by observing the dynamics of domain structures, including reversible and irreversible polarization values. This presentation will demonstrate how state-of-the-art in situ electron microscopy techniques can be combined to investigate ferroelectric dynamics, revealing the correlation between local atomic-scale structures and properties. We find that specific domain switching behaviors are closely related to intrinsic and extrinsic material properties, including phase, structure, composition, type of external field (mechanical, electrical, or electrical radiation), and material dimensionality. These domain switching processes can lead to the formation of various novel structures, such as nanotwins that assist domain reversal and charged domain walls with localized conductivity. These findings open new avenues for understanding the mechanisms of ferroelectric properties and provide guidance for designing a new generation of high-performance ferroelectric materials.
报告人简介:陈子斌,香港理工大学工业及系统工程学系助理教授。他主要利用先进电子显微学技术研究先进铁电功能材料以及增材制造金属材料的基础科学与工程问题。陈子斌博士在新材料成分设计、微结构表征、力学性能测试等方面拥有良好的科研基础。陈子斌博士的研究团队先后承担多个国际化基金项目,其中包括澳大利亚研究协会基金项目(Australian Research Councile),美国海军实验室全球计划基金项目(United State of America Office of Naval Research Global),香港研究资助局(Hong Kong Research Grant Council),中国国家自然基金(National Natural Science Foundation of China)获得资金共计超过800万元。陈子斌博士在多个国际期刊,包括Nature, Science, Nature Materials, Science Advances, Nature Communications, Physical Review Letters等发表了多篇高水平论文。陈子斌博士现担任国际学术期刊《Microstructures》以及《Materials Research Letters》青年编委,同时担任多个学术期刊的审稿人,包括《Science》,《Physical Review Letters》,《Nature Communications》等。曾获得香港理工大学青年创新研究奖 (2022), Ross Coffin Purdy Award (美国陶瓷协会) (2020), 以及中国优秀自费留学生 (2018)等荣誉。
(二)华南理工大学
1. 金斌杰报告:多材料3D打印弹性体及弹性体复合材料的力学性能
通过对两种或多种理化性质不同的材料进行复合,能够基于各组分的互补特性实现材料综合性能的有效提升。常见的复合方法包括乳液共混、溶液共混、熔融共混和原位聚合等。3D打印作为一种新兴的材料制备技术,凭借其高度的结构设计自由度和可定制化特性,已被广泛应用于多种功能材料的制备。其中,多材料3D打印技术可直接在打印过程中引入多种不同材料,是一类新型的复合材料制备手段。然而,现有研究多集中于水凝胶和热塑性塑料体系。为充分挖掘多材料打印技术在弹性体复合材料领域的应用潜力,本研究选取具有刺激响应变形功能的液晶弹性体作为研究对象,基于自行搭建的多喷头同轴打印平台,实现了液晶弹性体与硅橡胶弹性体复合纤维结构的动态调控,从而构建出具有可调驱动性能和力学性能的体素化液晶弹性体材料。该方法有望推广至其他功能弹性体复合体系,结合力学模拟与结构设计,实现综合性能按需可调的材料制备。
报告人简介:金斌杰,华南理工大学材料学院和前沿弹性体研究院副教授,于浙江大学化学工程与生物工程学院获得博士学位,期间赴美国宾夕法尼亚大学联合培育,在浙江大学航空航天学院完成博士后工作。研究方向聚焦于智能形变高分子材料(液晶弹性体和介电弹性体等),已发表论文30篇,第一或通讯作者论文包括Nat. Commun.(2篇)、Sci. Adv.(2篇)、Adv. Mater.(4篇)等,主持国家自然科学基金(青年和面上项目)、TCL科技创新基金等,担任ACS Appl. Mater. Interfaces青年编委。
2. 马龙涛报告:可充放电锌金属电池
储能是实现“碳达峰”、“碳中和”目标的重要支撑技术之一。可充电锌金属电池由于高安全、低成本、活性物质来源广泛、易规模化生产和应用的特点,被认为下一代储能系统最具竞争力的候选者之一。锌金属电池体系广泛使用水系电解质。虽然水系电解质具有高安全、无污染、低成本的优势,但是(1)水分子极性强、水系电解质电压窗口窄和冰点高,表现出水分子易分解产氢、锌枝晶生长、锌金属电极腐蚀、能量密度低和工作温度范围窄的瓶颈。其次,(2)双价锌离子穿梭于正负极之间、嵌入/脱出层状和隧道型正极材料动力学迟滞以及电极材料晶体结构易坍塌。针对上述金属锌电池领域关键问题,我们聚焦锌电池的电极/电解质界面微观结构、锌离子传输动力学以及高效“转化”型电极材料研究。先后设计和开发了高离子传导率的聚合物电解质、具有高活性材料利用率和快速反应动力学的“转化”型正极材料、致密接触的一体化电极/电解质界面、基于二氧化氮氧化还原新电化学反应的高比能水系锌电池。
报告人简介:马龙涛,华南理工大学 材料科学与工程学院教授,博士生导师,主要从事水系电池、聚合物电解质、新型高安全电池和金属-气体电池方面研究,包括高性能电极材料、高安全液态电解质、固态电解质、电解质与电极材料界面、电池结构设计。近年来,在Matter, Energy Environ. Sci., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed.,Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater.等高水平期刊发表文章50余篇。其中,15篇论文被评为高被引论文,3篇论文被评为热点论文,论文总引用超过17000次,H-Index为70. 申请发明专利6项。入选2022-2024连续3年入选“科睿唯安”全球高被引科学家,担任eScience,Nano-Micro Letter,Nano Research Energy期刊青年编委。
3. 陈光明报告:基于FRP-混凝土-钢双壁空心构件的耐腐蚀桥梁关键技术及工程应用
本报告将介绍华南理工大学陈光明教授团队近年来在“基于FRP-混凝土-钢双壁空心构件的新型桥梁结构关键技术研究与工程应用”领域取得的突破性进展。在过去6年中,他领导了一个跨校企科研团队(中国科学院院士滕锦光任团队技术顾问),专注于上述领域的研发及工程应用。该团队在低碳、耐腐蚀、高韧性的新型FRP组合结构桥梁工程应用方面实现了技术突破,在全球范围内率先实施了10项示范工程,获得了国内外学术界和工业界的广泛认可,例如,国际土木工程FRP学会会刊《FRP International》报道称(详见第21卷第2期,2024年,页码19-21):位于广州市番禺区华南理工大学国际校区中轴线2座总跨48m的人行拱桥是基于FRP-混凝土-钢双壁空心构件在世界首次作为主拱肋应用于“上承空腹式拱桥”。由于在建设工程复材与结构领域的学术成就和工程应用成果,他于2017年获得“建设工程复材与结构杰出青年学者”奖项,并于2023年获得“建设工程FRP应用成果推广奖”以及“土木工程新材料结构及新型结构工程应用奖”。
报告人简介:陈光明,男,湖北孝感人,华南理工大学教授,博导。2010毕业于香港理工大学获博士学位,师从滕锦光院士。先后主持国家自然科学基金项目5项,广东省自然科学基金项目2项,参与“973”项目课题及十三五课题各1项。目前担任国际期刊《Advances in Structural Engineering》、《Journal of Composite for Construction, ASCE》等三个国际期刊副编辑或编委会成员。于2004年获广东省“高等学校优秀青年教师”,于2016年当选国际土木工程FRP学会(IIFC)理事,于2017年获“建设工程复材及结构杰出青年学者”奖,于2018年入选中国建筑学会结构分会理事,于2021年度获得广东省自然科学二等奖(排名第二)。作为主要编委,参编国家标准或行业标注5部;截止2025年8月13日,发SCI期刊收录论文近100篇,Web of Science中他引近4000次,H-index为35。2023,2024年连续入选斯坦福大学全球前2%顶尖科学家。
4. 褚衍辉报告:面向极端环境用高熵超高温陶瓷创制
自2015年“氧化物高熵陶瓷”概念被首次提出后,高熵陶瓷因具有巨大的组分空间,独特的微观结构以及可调控的性能受到国内外研究学者的广泛关注;我们在国际上较早地开展了高熵超高温陶瓷材料研究,开发出系列高熵超高温陶瓷材料体系,建立了精准的相形成能力判据,构建了可迁移的机器学习势函数,有力推动了分子动力学模拟方法在该领域的广泛应用,实现了对材料力-热性能的精准预测;发明了多种合成高熵超高温陶瓷粉体的方法,制备出系列高品质粉体,实现了公斤级批量化生产,产品已供应给多所院校;揭示了高熵超高温陶瓷晶格畸变与力-热-电-磁性能之间的关联机理,开发出兼具高强高韧特性的仿生高熵碳化物全陶瓷材料以及耐2000 °C超高强高隔热多孔高熵硼化物陶瓷材料,研制出宽频吸波高熵超高温陶瓷材料;阐明了高熵陶瓷多组元协同抗氧化机制,开发出耐3600 ℃抗氧化高熵碳化物陶瓷材料。
报告人简介:褚衍辉,华南理工大学材料学院研究员、博士生导师,2016年博士毕业于西北工业大学,其中2014年1月至2015年9月在美国哈佛大学博士联合培养,2016年9月入职华南理工大学任副研究员、硕士生导师,2019年9月破格晋升研究员、博士生导师,主要从事高熵陶瓷材料研究工作,以第一或通讯作者在Nat Commun、Matter、Adv Mater、Adv Funct Mater、Acta Mater等期刊发表SCI论文100余篇,获授权国家发明专利30余件,主持基金委优青、科技部重点研发计划青年科学家等项目,曾获美国陶瓷学会Ross Coffin Purdy奖、教育部自然科学奖一等奖等,兼任中国硅酸盐学会测试技术分会副秘书长、广东省材料研究学会副秘书长、《Journal of Materiomics》和《Int. J. Appl. Ceram. Technol.》期刊编委等。