北京化工大学材料学院潘凯

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潘凯，博士，北京化工大学研究员，博士生导师。至今，作为项目负责人已承担国家自然科学基金项目、国家科技支撑计划子项目、北京市科技计划项目以及军工课题十余项，参与国家自然科学基金、科技部、教育部等国家级、省部级科研项目多项。在Journal of Materials Chemistry A, ACS Applied Materials ＆ Interfaces, Carbon, Carbon, Journal of Membrane Science、Journal of Hazardous Materials等国际著名期刊上发表SCI论文30多篇，总计发表论文100余篇。
北京化工大学，材料科学与工程学院
地址：北京市北三环东路15号
电话：010-64428841
E-mail：pankai@mail.buct.edu.cn


工作经历                                                  
2012.1至今：北京化工大学，材料科学与工程学院，副教授
2012.11-2013.10：美国康奈尔大学（Cornell University），访问学者
2007.7-2011.12：北京化工大学，材料科学与工程学院，讲师


教 育 经 历                                                
2002.9-2007.6：四川大学高分子材料工程国家重点实验室，博士
1996.9-2000.7：四川大学高分子材料科学与工程学院，学士


研究领域                                               
1.    静电纺丝纳米纤维（膜）制备及功能化
纳米纤维结构设计及制备，包括多级结构纳米纤维、同轴结构纳米纤维、Janus结构纳米纤维、异质结构纳米纤维等；纳米纤维功能化及应用，包括磁性、荧光、导热、导电、刺激响应性、离子识别等纳米纤维的制备和性能研究；纳米纤维功能膜制备及应用，包括高通量复合纳米纤维气体、液体分离膜、重金属离子吸附膜、拉曼增强膜的结构设计及应用。
2.    新型结构尼龙树脂制备及其复合材料
包括共聚阻燃尼龙、长碳链尼龙、高温尼龙、单体浇铸尼龙MC（阴离子聚合）以及其新型尼龙弹性体的结构设计、聚合工艺设计，以及相关尼龙复合材料的加工工艺开发及应用。
3.    高性能复合材料
石墨烯导热、导电复合材料制备与应用，碳纤维增强热塑性复合材料制备及应用，高导热碳纤维复合材料制备，玻纤增强高性能聚酰胺复合材料制备，原位聚合石墨烯/聚酰胺纳米复合材料制备及其性能研究，高性能防滑玻纤/橡胶复合材料制备及其应用研究，异向导热、导电复合（膜）材料制备。


代表性论文：
[1] Jianqiang Wang†, Pan Zhang†, Bin Liang, Yuxuan Liu, Tao Xu, Lifang Wang, Bing Cao, Kai Pan*, Graphene oxide as effective barrier on a porous nanofibrous membrane for water treatment, ACS Applied Materials ＆ Interfaces, 2016, 8, 6211-6218.
[2] Bin Liang†, Pan Zhang†,  Jianqiang Wang, Jin Qu*, Lifang Wang, Xiuxing Wang, Chunfeng Guan, Kai Pan*, Membranes with Selective Laminar Nanochannels of Modified Reduced Graphene Oxide for Water Purification, Carbon, 2016, 103, 94-100.
[3] Peng Jia†, Jiao Chang†, Jianqiang Wang, Pan Zhang, Bing Cao, Yuting Geng, Xiuxing Wang, Kai Pan*, Fabrication and Formation Mechanism of Ag Nanoplate-Decorated Nanofiber Mats and Their Application in SERS, Chemistry-An Asian Journal, 2016, 11(1), 86-92.
[4] Bin Liang†, Wu Zhan†, Genggeng Qi, Sensen Lin, Qian Nan, Yuxuan Liu, Bing Cao*, Kai Pan*, High performance graphene oxide/polyacrylonitrile composite pervaporation membranes for desalination applications, Journal of Materials Chemistry A, 2015, 3, 5140-5147.
[5] Yuxuan Liu, Bing Cao, Peng Jia, Junhu An, Chao Luo, Lijing Ma, Jiao Chang, Kai Pan*, Layer-by-layer Surface Molecular Imprinting on Polyacrylonitrile Nanofiber Mats, The Journal of Physical Chemistry A, 2015, 119(25), 6661-6667.
[6] Peng Jia, Jin Qu, Bing Cao, Yuxuan Liu, Chao Luo, Junhu An, Kai Pan*, Controlled growth of polyhedral and plate-like Ag nanocrystals on nanofiber mat as SERS substrate, Analyst, 2015, 140, 5190-5197.
[7] Peng Jia, Bing Cao, Jianqiang Wang, Jin Qu, Yuxuan Liu, Kai Pan*, Self-assembly of various silver nanocrystals on PmPD/PAN nanofibers as a high-performance 3D SERS substrate, Analyst, 2015, 140, 5707-5715.
[8] Chao Luo†, Jianqiang Wang†, Peng Jia, Yuxuan Liu, Junhu An, Bing Cao∗, Kai Pan∗, Hierarchically structured polyacrylonitrile nanofiber mat as highly efficient lead adsorbent for water treatment, Chemical Engineering Journal, 2015, 262, 775-784.
[9] Jianqiang Wang, Kai Pan*, Qiwei He, Bing Cao*, Polyacrylonitrile/polypyyrole core/shell nanofibers for the removal of hexavalent chromium from aqueous solution, Journal of Hazardous Materials, 2013, 244-245, 121-129.
[10] Kai Pan, Xiaowei Zhang, Ruimin Ren, Bing Cao*, Double Stimuli-Responsive Membranes Grafted with Block Copolymer by ATRP Method, Journal of Membrane Science, 2010, 356(1-2), 133-137.

shiyirensheng

北京化工大学潘凯研究员与邓建平教授合作，将褶皱结构引入压力传感器结构设计中，通过控制柔性基底的拉伸比等条件，成功制备出规则且具有连续梯度褶皱结构的柔性压力传感器。在压力传感器中引入褶皱结构的优势在于：（1）能够实现材料由二维结构向三维结构的转变，提高材料的比表面积，增大活性材料间相互接触作用的潜在空间性；（2）可以通过前期对弹性基底拉伸比率等条件的控制，优化材料的柔性及拉伸性能；（3）同时褶皱结构的独特形貌，也更利于器件性能保持良好稳定性。故这种具有褶皱结构设计的压力传感器可表现出较高的灵敏度，良好的柔性及优异的稳定性，可以用于人体生理运动检测，压力定位检测等多方面。

  结合褶皱形成的特点，还进一步提出“连续梯度”这一概念，利用氧化石墨烯（GO）作为材料前驱体，通过控制柔性基底的拉伸比率及宏观调控，成功制备具有梯度变化的规律性褶皱结构的石墨烯基复合膜。该种连续梯度褶皱的石墨烯基复合膜的两种制备路径，即褶皱结构排列方向与梯度方向平行或垂直。

连续梯度褶皱结构（褶皱结构排列方向与梯度方向平行）压力传感器形貌表征图

  SEM图中可明显地看出褶皱结构排列方向与梯度方向平行的连续梯度褶皱结构，排列相对规则。进一步将GO前驱体还原后，获得导电性优异且具有空腔组成的rGO褶皱，空腔结构的存在为传感器稳定性及高灵敏度奠定了坚实的基础。此压力传感器的作用机理如图3所示，由于连续梯度褶皱的存在，传感器会与平面本身存有一个角度，随着施加压力的改变，褶皱与电极的接触状态不同，接触面积也随之改变，使得传感器在不同压力范围内，表现出相应的优良性能。

  皱结构排列方向与梯度方向相互垂直，与人体皮肤的构造非常相似，且将前驱体材料还原后，由于气态物质的产生，褶皱表面形成了圆顶状的微观结构，rGO也发生层间膨胀，片层间间距增大。由于这两种微结构的存在，不同压力下褶皱结构存在的形态具有明显差异，显示出多级敏感性。如图5所示，该压力传感器表现出四段式优异灵敏度。该工作已作为Back Cover发表于Nanoscale。

  以上相关成果文章链接：

  Wavelength-Gradient Graphene Films for Pressure-Sensitive Sensors 发表于Advanced Materials Technologies, 2018,

  DOI: 10.1002/admt.201800363，潘凯研究员与邓建平教授为共同通讯作者，第一作者为硕士研究生王铭锑、邱远游。

  论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/admt.201800363

  Skin-inspired flexible and high-sensitivity pressure sensors based on rGO films with continuous-gradient wrinkles 发表于Nanoscale, 2019,

  DOI: 10.1039/C8NR08503J，

  潘凯研究员与邓建平教授为共同通讯作者，第一作者为硕士研究生贾进。

  论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/nr/c8nr08503j