苏州大学纳米科学技术学院江林

dexi

江林

教授、博士生导师

2000年7月获吉林大学化学学院获理学学士学位，保送本校化学学院硕博连读，于2005年6月获得博士学位。2006年获得德国洪堡基金会的资助，作为“洪堡学者”前往德国明斯特大学物理学院和纳米技术中心。2009年至2012年在新加坡南洋理工大学材料科学工程学院，2011年聘为资深研究员。随后任苏州大学功能纳米与软物质研究院教授，博士生导师。

电话:0512- 65880723

Email:ljiang@suda.edu.cn

课题组教师：梁志强

研究方向：

        本课题组的研究集中于功能纳米材料的可控组装、性能调控以及应用探索。通过对空间静电势能与纳米粒子之间静电相互作用的协同调控，实现了对纳米粒子组装体系的功能化与固定化，为纳米粒子的精准组装与功能化奠定了理论和实验基础，探索在光电转换、催化、太阳能电池、燃料电池等方面的应用。主要研究方向包括：

1、纳米粒子的可控组装；

2、光电功能复合材料与器件；

3、基于3D打印技术开发的新型复合材料与器件。

代表性成果与论文：

        目前已经在Acc. Chem. Res.,Energy Environ. Sci., Adv. Mater.，ACS Nano, Adv. Funct. Mater.等国内外学术刊物上发表论文60余篇，论文总引用1800余次，多篇论文作为期刊的封面文章，或被Material Views China，X-MOL等媒体亮点报道。已获授权发明专利3项；撰写国际专著两部（章）；担任Chem. Rev.、 Acc. Chem. Res.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.等10余个期刊的独立审稿人。获江苏省杰出青年科学基金资助，主持国家重点研发计划-政府间国际合作项目1项，国家自然科学基金面上项目1项，江苏省自然科学基金青年项目1项。

[1] J. M. Chen, J. Huang, A. Toma, L. F. Chi*, L. Jiang*, Adv. Mater. Interface 2017, DOI:admi.201700505.

[2] J. Sun, Z. Li, Y. Sun, L. Jiang*, Nano Res. 2017, DOI: s12274-12017-11708-y.

[3] D. Wang, Y. Sun, Y. Sun, J. Huang, Z. Liang, S. Li*, L. Jiang*, Nanoscale 2017, 9, 7727-7733.

[4] P. Wen, C. Tan, J. Zhang, F. Meng, L. Jiang*, Y. Sun*, X. Chen*, Nanoscale 2017, 9, 7760-7764.

[5] C. H. Tan, Y. H. Sun, J. Z. Zheng, D. Wang, Z. Y. Li, H. J. Zeng, J. Guo, L. Q. Jing, L. Jiang, Sci Rep. 2017, 7, 6347.

[6] A. Yadav, L. Bai, Y. Yang, J. Liu, A. Kaushik, G. J. Cheng, L. Jiang*, L. Chi*, Z. Kang*, Nanoscale 2017, 9, 5049-5054.

[7] P. Yang, J. Zheng, Y. Xu, Q. Zhang, L. Jiang*, Advanced Materials 2016, 28, 10508-10517.

[8] J. C. Zhang, L. B. Zhong, Y. H. Sun, A. R. Li, J. Huang, F. B. Meng, B. K. Chandran, S. Z. Li, L. Jiang*, X. D. Chen*, Advanced Materials 2016, 28, 2978-2982.

[9] A. Yadav, M. Danesh, L. B. Zhong, G. J. Cheng, L. Jiang*, L. F. Chi*, Nanotechnology 2016, 27, 165703.

[10] Y. H. Sun, V. Lemaur, J. I. Beltrán, J. Cornil, J. W. Huang, J. T. Zhu, Y. Wang, R. Fröhlich, H. B. Wang, L. Jiang*, G. F. Zou*, Inorganic Chemistry 2016, 55, 5845-5852.

[11] S. R. Si, W. K. Liang, Y. H. Sun, J. Huang, W. L. Ma, Z. Q. Liang, Q. L. Bao, L. Jiang*, Advanced Functional Materials 2016, 26, 8137-8145.

[12] J. M. Chen, Y. H. Sun, L. B. Zhong, W. J. Shao, J. Huang, F. Liang, Z. Q. Cui, Z. Q. Liang, L. Jiang*, L. F. Chi*, Small 2016, 12, 5818-5825.

[13] L. B. Zhong, Y. Y. Jiang, C. H. Liow, F. B. Meng, Y. H. Sun, B. K. Chandran, Z. Q. Liang, L. Jiang*, S. Z. Li*, X. D. Chen*, Small 2015, 11, 5329-5329.

[14] Y. H. Sun, L. Jiang*, L. B. Zhong, Y. Y. Jiang, X. D. Chen*, Nano Res. 2015, 8, 406-417.

[15] Z. Q. Liang, Q. F. Zhang, L. Jiang*, G. Cao*, Energy & Environmental Science 2015, 8, 3442-3476.

[16] T. Hussain, L. B. Zhong, M. Danesh, H. Q. Ye, Z. Q. Liang, D. Xiao, C.-W. Qiu, C. G. Lou, L. Chi*, L. Jiang*, Nanoscale 2015, 7, 10350-10356.

[17] C. Hentschel, L. Jiang*, D. Ebeling, J. C. Zhang, X. D. Chen, L. F. Chi*, Nanoscale 2015, 7, 2301-2305.

[18] Z. Q. Liang, J. Sun, Y. Y. Jiang, L. Jiang*, X. D. Chen*, Plasmonics 2014, 9, 859-866.

[19] L. Jiang*, C. J. Zou, Z. H. Zhang, Y. H. Sun, Y. Y. Jiang, W. R. Leow, B. Liedberg, S. Z. Li, X. D. Chen*, Small 2014, 10, 609-616.

[20] L. Jiang, X. Chen, N. Lu, L. Chi*, Accounts of Chemical Research 2014, 47, 3009-3017.

[21] L. Jiang, Y. X. Tang, C. H. Liow, J. S. Wu, Y. H. Sun, Y. Y. Jiang, Z. L. Dong, S. Z. Li, V. P. Dravid, X. D. Chen*, Small 2013, 9, 705-710.

[22] L. Jiang, Y. H. Sun, F. W. Huo, H. Zhang, L. Q. Qin, S. Z. Li*, X. D. Chen*, Nanoscale 2012, 4, 66-75.

[23] L. Jiang, Y. H. Sun, X. D. Chen*, Small 2012, 8, 333-335.

[24] Y. H. Sun, L. Jiang, K. C. Schuermann, W. Adriaens, L. Zhang, F. Y. C. Boey, L. De Cola, L. Brunsveld, X. D. Chen*, Chemistry-A European Journal 2011, 17, 4746-4749.

[25] L. Jiang, X. Wang, L. F. Chi*, Small 2011, 7, 1309-1321.

[26] L. Jiang, Y. H. Sun, H. Y. Peng, L.-J. Li, T. Wu, J. Ma, F. Y. Chiang Boey, X. D. Chen*, L. F. Chi*, Small 2011, 7, 1949-1953.

[27] L. Jiang, Y. H. Sun, C. Nowak, A. Kibrom, C. J. Zou, J. Ma, H. Fuchs, S. Z. Li*, L. F. Chi*, X. D. Chen*, ACS nano 2011, 5, 8288-8294.

[28] L. Jiang, W. C. Wang, H. Fuchs, L. F. Chi*, Small 2009, 5, 2819-2822.

[29] L. Jiang, H. X. Zhang, J. Q. Zhuang, B. Q. Yang, W. S. Yang*, T. J. Li*, C. C. Sun, Advanced Materials 2005, 17, 2066-2070.

easy

具有多级结构的生物材料为设计和制备具有优异的力学性能和低密度的仿生材料提供了新的策略。然而，大多数的传统仿生材料只能利用生物材料的单一尺度，这也在很大程度上限制了其最终的力学性能。苏州大学梁志强博士、江林教授合作提出了一种基于墨水的3D打印策略，并将其用于制备具有超高刚度和弹性的超轻多级石墨烯 (BHGMs)材料。该BHGMs可以在高达95%的压缩力下保持超高的弹性和稳定性。研究表明，BHGMs的分层多级结构可以有效地降低宏观压力，并将微观的压缩形变转化为石墨烯片的旋转和弯曲。这种3D打印策略也有望可以将其他功能材料组装成多级细胞结构，具有非常广阔的应用潜力和价值。

Meiwen Peng, Zhiqiang Liang, Teng Li, Lin Jiang. et al. 3D Printing of Ultralight Biomimetic Hierarchical Graphene Materials with Exceptional Stiffness and Resilience. Advanced Materials. 2019

DOI: 10.1002/adma.201902930

https://doi.org/10.1002/adma.201902930

zuinian

苏州大学功能纳米与软物质研究院江林课题组和合作者针对以上问题，提出了生物启发的一维（1D）碳纳米管（CNT）增强二维（2D）石墨烯间的相互作用力的策略，利用3D打印构筑了石墨烯基（3DP GC）电极。该电极兼具高机械强度、高导电性和多尺度多孔结构。在负载了NiFeP纳米片阵列后，3DP GC/NiFeP电极作为电解水的双功能电极应用时，通过增加3DP GC/NiFeP电极的厚度，可以实现催化性能的线性增加，其性能超过了大多数报道的Ni，Co和Fe基双功能电催化剂。相关结果发表在Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.201908201）上。

力学计算揭示了分布于石墨烯片间的1D CNT对2D石墨烯片之间的摩擦力和粘附力的增强作用，进而使宏观三维结构获得了高抗弯强度。该3DP GC材料在以下几个方面具有显著优势：i）高抗弯强度，这有利于其在实际使用环境中具有抵抗复杂应力的能力，为其实际使用奠定了基础；ii）多级多孔结构，其提供的大表面积和相互连接的通道可在负载大量的催化剂的同时，实现快速的物质（电荷和离子）传输速率，使其成为一种极具潜力的三维催化剂载体。iii)基于浆料的挤出式3D打印策略灵活可控，适用于各种三维结构的快速制备，使该方法具有良好可扩展性。在该工作中，在3DP GC电极上负载了NiFeP纳米片阵列作为电解水的双功能电极应用时，仅需1.58 V的电压即可达到30 mA cm-2，这一性能超过了大多数报道的Ni，Co和Fe基双功能电催化剂。重要的是，这项研究提出的利用一维碳纳米管增强三维石墨烯电极的仿生材料增强策略，为制备其他高强度三维结构化材料提供了新思路。特别地，3DP GC电极解决了通过增加电极的厚度提升催化剂的负载量，以大幅线性提升催化性能这一挑战。这种高机械性能，高催化剂负载量的高性能电极材料，是推动各种高性能纳米材料面向实际应用和工业化的有效桥梁。

pangzi

最近，以氮气和水为反应物合成氨气的电化学氮还原（NRR）反应为替代传统工业中的Harber-Bosch工艺提供了一种极具前景的可供选择的方式。其中，贵金属Au催化剂具有较高的N-H结合力和导电性，表现出了优异的NRR性能。研究者们通过调控Au的形貌、晶体结构和晶面等来提升其氨产率和法拉第效率。然而，由于激烈的HER竞争反应，目前报导的基于贵金属Au电催化剂的氨产率和法拉第效率还远远没有达到应用的要求。

       在NRR中，一个不可忽略的事实是N2在电解液中溶解度较低，因此催化剂附近的N2分子浓度较低，导致NRR性能不佳。与此同时，电解液中质子浓度较高，致使激烈的HER竞争反应。因此，增加催化剂附近的N2分子浓度和降低质子浓度是一种有效提升NRR性能的策略。最近，疏水性界面在气体参与和产生的反应中受到广泛关注，因为它能够提供快速的气体扩散路径，在催化剂表面供给充足的反应气体，在界面处产生大量的气、固、液三相充分接触的位点。此外，由于水与疏水性界面不能充分接触，在疏水性界面处的质子浓度会较低。因此，在疏水性界面处设计三相催化剂是一种有效的提升NRR性能和同时抑制HER性能的有效方法。
       近日，苏州大学江林教授课题组、孙迎辉教授和东莞理工学院曲江英教授课题组合作，利用原位生长的方法在疏水性碳纸上构建了Au三相电催化剂（Au/o-CFP）实现了高性能的NRR。碳质的疏水性界面为反应提供了大量的三相接触点，有效的增加了催化剂表面的N2分子浓度，降低接触的电解液质子浓度。此外，N2气泡接触角的表征结果证明疏水性界面具有更强的N2结合力。相比于亲水性界面催化剂（Au/i-CFP），Au/o-CFP表现出优异的NRR性能，氨产率达到40.6 μg h-1 mg-1，法拉第效率为31.3%。此外，循环伏安实验证实了疏水性界面有效的抑制了HER反应。这一工作为同时提升NRR性能和抑制HER反应提供了一种新的思路。相关结果发表在Advanced Science （DOI ：10.1002/advs.202002630）。
       本工作得到了国家优秀青年科学基金项目的支持。

liangxi

以单个纳米颗粒作为基本单元的单粒子器件由于其体积小、精度高、能耗低等优势，在光子学、电子学和医学诊断等应用领域引起了极大的关注。单粒子器件的开发需要基于单粒子平台以将单个粒子集成到器件中并收集它们的信号。当前制造单粒子平台大多采用自上而下的刻蚀技术，如电子束刻蚀、光刻以及纳米压印等。然而，这些技术总是涉及昂贵的设备和复杂耗时的操作，导致目前大规模地制造高通量的单粒子平台仍是一个挑战。静电自组装技术通过调控带电基底表面与纳米颗粒之间的静电相互作用，可以诱导胶体纳米颗粒在基底表面形成离散型的粒子阵列。因此，可以通过控制粒子阵列的粒子间间距，开发一种简单可行的大间距组装策略以用于创建高通量的单粒子平台。

       本研究首先通过建立理论模型评估了基底表面电势在静电自组装过程中对组装的粒子间间距的影响，并基于理论计算的指导在实验上通过对基底表面电势的调节，成功获得了可被识别的大间距单粒子阵列。同时，将该大间距的粒子阵列与覆盖在导电基底上的PMMA绝缘聚合物相结合，构建了一种同时具有光学无干扰和单粒子导电性的单粒子平台，并在该平台上制备了纳米级有机电致发光二极管（Nano-OLEDs），验证了该平台的高通量和普适性。
        通过实验验证了基底表面电势影响组装间距的理论模型。并在该模型的基础上，开发了一种大间距的粒子组装策略。同时，基于该策略制备了一种高通量的单粒子平台，并在该平台上成功制备了具有单粒子分辨率的Nano-OLEDs。表明我们的组装策略和相应的单粒子平台使得开发单粒子器件变得更加容易，同时将为纳米粒子在单粒子检测、原位单粒子催化研究、纳米光源等光电应用领域提供机会。