东华大学材料学院无机非金属材料系王宏志

striving

王宏志，东华大学材料学院副院长，曾任日本产业技术综合研究所微空间化学独立实验室(AIST, Micro-space Chemistry Lab.)特别研究员；现任东华大学材料学院、纤维材料改性国家重点实验室教授，博士生导师。东华大学材料学院副院长，东方学者（上海市高校特聘教授）。

王宏志
男
1970-09-24
学位：博士
职称：教授
所属部门：无机非金属材料系
导师身份：博士生导师
课题组： 王宏志课题组
电话：67792881
Email：wanghz@dhu.edu.cn
移动电话：13621947496
职位：材料学院副院长、材料学院教授委员会成员


研究方向:
先进纳米纤维及复合材料（高性能改性纤维及复合材料、新型功能无机纤维）
纳米材料的自组装（LED用新型荧光粉体、新型可见光催化材料）
高性能新能源材料（燃料敏化太阳能电池、新一代锂离子电池等）
生物医用材料及检测器件（生物成像量子点、快速生物检测器件）
基于电致变色材料与光子晶体的智能显色与变色器件
石墨烯基柔性超级电容器、传感器
荣誉获奖:
东方学者（上海市高校特聘教授）、教育部“新世纪人才”、上海市“曙光学者”、“浦江人才”称号
1. 2000年获得日本科学技术国际交流中心特别研究奖学制度STA fellowship
2.晶内型氧化物基纳米复相陶瓷的制备科学与性能研究获得2003年度上海市科学技术进步奖一等奖（第二完成人）
学习及工作经历:
教育经历： 1988年9月至1992年7月浙江大学材料系无机非金属材料专业取得学士学位。
1992年9月至1995年7月天津大学材料系无机非金属材料专业取得硕士学位。
1995年9月至1998年7月中科院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室取得博士学位。
研究经历： 1998年7月至2000年6月中科院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，助理研究员。
2000年7月至2002年6月日本产业技术综合研究所九州中心(AIST, Kyushu Center )， STA fellow( 日本科学技术国际交流中心特别研究奖学制度)。
2002年7月至2005年4月日本产业技术综合研究所微空间化学独立实验室(AIST, Micro-space Chemistry Lab.)，特别研究员。
2005年5月上海东华大学材料科学与工程学院，教授。


已取得的主要研究成果：
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主要论文：
近年来，以通讯作者或第一作者身份在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Chemical Communications、Journal of Materials Chemistry 等国际知名学术期刊发表SCI论文100余篇，授权中国发明专利57项。
近年主要论文： [1] Jiuke Mu, Chengyi Hou, Gang Wang, Xuemin Wang, Qinghong Zhang, Yaogang Li, Hongzhi Wang, Meifang Zhu. An elastic transparent conductor based on hierarchically wrinkled reduced graphene oxide for artificial muscles and sensors. Advanced Materials, 2016, 28(43): 9491-9497. (SCI, IF=18.96)
[2] Yuanlong Shao, Maher F. El-Kady, Cheng-Wei Lin, Guanzhou Zhu, Kristofer L. Marsh, Jee Youn Hwang, Qinghong Zhang, Yaogang Li, Hongzhi Wang, Richard B. Kaner. 3D freeze-casting of cellular graphene films for ultrahigh-power-density supercapacitors. Advanced Materials, 2016, 28(31): 6719-6726. (SCI, IF=18.96)
[3] Chengyi Hou, Minwei Zhang, Takeshi Kasama, Christian Engelbrekt, Lili Zhang, Hongzhi Wang, Qijin Chi. Reagent-free synthesis and plasmonic antioxidation of unique nanostructured metal-metal oxide core-shell microfibers. Advanced Materials, 2016, 28(21): 4097-4104. (SCI, IF=18.96)
[4] Jiuke Mu, Chengyi Hou, Hongzhi Wang, Yaogang Li, Qinghong Zhang, Meifang Zhu. Origami-inspired active graphene-based paper for programmable instant self-folding walking devices. Science Advances, 2015, 1: e1500533. (Science子刊)
[5] Yuanlong Shao, Maher F. El-Kady, Lisa J. Wang, Qinghong Zhang, Yaogang Li, Hongzhi Wang, Mir F. Mousavi, Richard B. Kaner. Graphene-based materials for flexible supercapacitors. Chemical Society Reviews, 2015, 44: 3639-3665. (SCI, IF=33.383)
[6] Gang Wang, Nils Persson, Ping-Hsun Chu, Nabil Kleinhenz, Boyi Fu, Mincheol Chang, Nabankur Deb, Yimin Mao, Hongzhi Wang, Martha A. Grover, Elsa Reichmanis. Microfluidic Crystal engineering of π-conjugated polymers. ACS Nano, 2015, 9: 8220-8230. (SCI, IF=12.881)
[7] Guoji Huang, Chengyi Hou, Yuanlong Shao, Bingjie Zhu, Baoping Jia, Hongzhi Wang, Qinghong Zhang, Yaogang Li. High-performance all-solid-state yarn supercapacitors based on porous graphene ribbons. Nano Energy, 2015, 12: 26-32. (SCI, IF=10.325)
[8] Chengyi Hou, Hongzhi Wang, Qinghong Zhang, Yaogang Li, Meifang Zhu, Highly conductive, flexible, and compressible all-graphene passive electronic skin for sensing human touch, Advanced Materials, 2014, 26, 5018-5024. (SCI, IF=15.049)
[9] Gang Wang, Guoying Shi, Hongzhi Wang, Qinghong Zhang, Yaogang Li, In situ functionalization of stable 3D nest-like networks in confined channels for microfluidic enrichment and detection, Advanced Functional Materials, 2014, 24, 1017-1026. (SCI, IF=10.439)
[10] Yuanlong Shao, Hongzhi Wang, Qinghong Zhang, Yaogang Li, Fabrication of large-area and high-crystallinity photoreduced graphene oxide films via reconstructed two-dimensional multilayer structures, NPG Asia Materials, DOI:10.1038, 2014, 6. (SCI, IF=9.902)
[11] Gang Wang, Guoying Shi, Hongzhi Wang, Qinghong Zhang, Yaogang Li, In situ functionalization of stable 3D nest-like networks in confined channels for microfluidic enrichment and detection, Advanced Functional Materials, DOI: 10.1002/adfm. 201301936. (SCI, IF= 9.765)
近年部分专利：
[1]王宏志，时秋伟，李耀刚，张青红，一种多孔石墨烯弹性泡沫的制备方法，中国发明专利，授权号：ZL 201410705370.5，授权时间：2016.10.12
[2]王宏志，李克睿，马董云，李耀刚，张青红，一种氧化镍/聚（3,4-乙撑二氧噻吩）复合电致变色薄膜的制备方法，中国发明专利，授权号：ZL 201310291563.6，授权时间：2016.08.10
[3]王宏志，王刚，张伟，李耀刚，张青红，一种核壳结构Fe3O4/mTiO2/PoPD复合材料的制备方法，中国发明专利，授权号：ZL 201410032387.9，授权时间：2015.08.12
[4]王宏志，王刚，李耀刚，张青红，一种微通道内三维连通Pd网络结构的制备方法，中国发明专利，授权号：ZL 201310341957.8，授权时间：2015.08.12
[5]王宏志，张权，李耀刚，张青红，一种Pd单质包覆ZnO纳米棒阵列的制备方法，中国发明专利，授权号：ZL 201210062567.2，授权时间：2014.08.13
[6]王宏志，谷鋆鑫，李耀刚，张青红，一种Sr2SiO4：Eu2+，N荧光粉及其制备方法，中国发明专利，授权号：ZL 201210265171.8，授权时间：2014.07.02
[7]王宏志，邵澎涛，李耀刚，张青红，一种水相合成锰掺杂硒化锌颜色可调荧光量子点的方法，中国发明专利，授权号：ZL 201010287997.5，授权时间：2013.6.26
[8]Chinese patent No.99113905.4: A method to fabricate nanoscaled YAG powder without agglomerate.授权申请：991 13905.4一种无团聚钇铝石榴石纳米粉体的制备方法王宏志，高濂，孙静等
[9]日本专利 No. 2002-210144: A method to fabricate microreactor中村　浩之、王　宏志、李　賢英、宮崎　真佐也、山下　健一、山口　佳子、前田　英明. "マイクロ反応装置の製造方法およびマイクロ反応装置". 特願 2002-210144(2002/07/18)
[10]日本专利No. 2003-313208: A method to synthesize the composite nanoparticles中村　浩之、王　宏志、前田　英明、宮崎　真佐也、山口　佳子、山下　健一、清水　肇、李　賢英. "複合微粒子の製造方法および複合微粒子の製造方法".特願 2003-313208(2003/9/4
[11]国际专利PCT/JP03/09097 (2003/07/17). Hiroyuki Nakamra, HongzhiWang, Xianying Li, Masaya Miyazaki, Kenichi Yamashita, Yoshiko Yamaguchi, Hideaki Maeda
[12]国际专利PCT/JP2004/11782 (2004/08/17).Hiroyuki Nakamra, Masato Uehara, Hongzhi Wang, Hideaki Maeda, Masaya Miyazaki, Yoshiko Yamaguchi, Kenichi Yamashita, Hazime Shimizu, Xianying Li


授权的专利：
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近几年承担的科研项目：
东方学者奖励计划（主持人）
国家自然科学基金面上项目
高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目
教育部新世纪人才计划
上海市教育发展基金会“曙光计划”项目
高等学校博士学科点专项科研基金等
国际交流与合作：
与日本产业技术综合研究所微空间化学独立实验室(AIST, Micro-space Chemistry Lab.)等建立起紧密合作关系，进行国际科研合作和研究生的联合培养工作等。美国佐治亚理工学院等国际学校研究生来组进行交流访学。
多名学生受国家留学基金委或学校资助赴美国、日本、澳大利亚等国家进行联合培养或交流访学。
多名学生赴剑桥大学、西北大学、阿尔伯特大学等国外高校开展相关领域博士后研究工作。


其他：
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由于钠元素资源相对丰富且成本低廉，基于钠离子(Na+)的电化学体系在能源存储领域受到了广泛关注。也正是基于钠离子的多方面优势，研究人员也希望将钠离子应用到同样基于氧化还原反应的电致变色器件中去。顾名思义，电致变色是指材料光学属性在外加电场的作用下发生可逆的变化的现象，宏观表现为颜色和透明度的可逆变化，已经广泛应用于智能窗、汽车后视镜、智能显示等领域。但是由于Na+离子半径明显大于通用的Li+离子，导致其在传统电致变色电极如氧化钨中传输变得缓慢，从而极大地降低了电致变色材料的性能和循环寿命，限制了钠离子电化学体系在电致变色领域的应用。

近日，东华大学王宏志研究团队与美国佐治亚理工王刚博士(现美国西北大学博士后)合作，将含有变色基团的有机配体组装成MOF电极，利用该类MOF结构中具有较大尺寸的一维离子通道，实现了钠离子的快速脱嵌，从而使得电致变色电极在Na+有机电解液中达到了极高的变色速度和变色效率。相关成果以题为“Ion-Transport Design for High-Performance Na+-Based Electrochromics”发表在ACS Nano上。文章的共同第一作者为东华大学李然博士生和李克睿博士(现新加坡国立大学博士后)。

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CaSi2O2N2:Ce/Tb、Eu叠层纤维膜的制备及其荧光性能研究

崔博1, 贾巍2, 陈振华1, 李耀刚1, 张青红1, 王宏志1

1. 东华大学 材料科学与工程学院, 纤维材料改性国家重点实验室, 上海 201620;

2. 上海空间电源研究所, 上海 200245

Synthesis and Property of CaSi2O2N2:Ce/Tb, Eu Stacking Luminescence Fibers
CUI Bo1, JIA Wei2, CHEN Zheng-Hua1, LI Yao-Gang1, ZHANG Qing-Hong1, WANG Hong-Zhi1
1. State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China;
2. Shanghai Institute of Space Power-sources, Shanghai 200245, China


摘要 采用分步静电纺丝与气相还原氮化相结合的方法, 通过控制纺丝液的组成和纺丝时间, 制备了用于白光LED的CaSi2O2N2:Ce/Tb、Eu叠层荧光纤维膜。采用SEM、TEM、XRD和PL等对材料进行了表征。样品在宏观上呈现完整薄膜状态, 微观上保持纤维结构, TEM照片显示荧光纤维由小晶粒组成。XRD分析结果表明: 1300℃氮化1 h可以得到CaSi2O2N2晶型, 稀土离子的掺入没有改变CaSi2O2N2的主晶相。在近紫外激发光照射下, CaSi2O2N2:Ce/Tb、Eu叠层纤维膜两侧具有不同发射光。激发光照射Eu离子掺杂面能够降低叠层纤维膜的发射光重复吸收。将制备的CaSi2O2N2:Ce/Tb、Eu叠层荧光纤维膜封装于近紫外激发的LED芯片中, 可以实现白光发射。

基金资助:国家自然科学基金(51572046, 51603037); 高等学校学科创新引智计划(111-2-04); 上海市自然科学基金(15ZR1401200); 上海市优秀学术带头人(16XD1400100); 上海高校特聘教授(东方学者)岗位计划
通讯作者: 王宏志, 教授.      E-mail: wanghz@dhu.edu.cn

作者简介:崔 博(1986-), 男, 博士研究生. E-mail: cui2005bo@126.com

xueyan

Chemical Reviews 综述：非对称超级电容器的设计与机理

在目前各类储能装置中，电池和超级电容器分别代表了两种领先的电化学储能技术。具有高能量密度的锂电池已经广泛应用于消费类电子产品，但由于电池在高功率运行时会产生热量和枝晶，存在着严重的安全问题。相比之下，超级电容器却可以安全地提供高功率和快速充电，并且具备良好的循环稳定性，在某些应用中可以替代电池。但其自身也存在着其他问题，比如远低于电池的能量密度，大大限制了其应用。目前一种解决超级电容器能量密度低这一问题的方案之一就是开发非对称超级电容器，比如将双电层电容器的一个碳材料电极置换为具有赝电容储能特征的电极，这样充分利用两个电极的电位窗口，拓宽器件整体的电压视窗，从而提高超级电容器的能量密度。因此，经过合理设计的非对称超级电容器可以在不牺牲功率密度和循环稳定性的情况下，提高能量密度，以用于需要以高功率存储和输送能量的应用。

为了全面概述当前非对称超级电容器的设计与机理，剑桥大学邵元龙博士后、东华大学王宏志教授、加州大学洛杉矶分校Bruce Dunn教授和Richard B. Kaner教授在Chemical Reviews发表了一篇题为“Design and Mechanisms of Asymmetric Supercapacitors”的综述文章。该综述先阐述了非对称超级电容器的能量存储机制和性能评价标准，然后介绍了电极材料在设计和制备方面的前沿进展以及不同类别非对称超级电容器的结构，最后强调了目前面临的诸多关键挑战，并提出了未来提高非对称超级电容器电化学性能的研究发展方向。

非对称超级电容器的未来发展目标是在不损害高功率密度的情况下提高能量密度。不同法拉第电容材料的组合应该是一种可行的方法，但仍需要更深入地了解其协同相互作用以确保优化的电容性能。作者在此总结了一些未来的研究发展方向：

• 电荷存储机制（双电层电容和赝电容）需要进一步研究和理解；
• 寻找新材料对于开发具有更强电化学性能的先进非对称超级电容器至关重要；
• 电解质优化对于优化非对称超级电容器的整体电化学性能也同样重要；
• 除了常见的Li和Na离子电容器之外，还可以探索其他土壤蕴含丰富的金属离子；
• 先进技术（如SANS、SAXS等）和原位实验（如原位X射线衍射等）对于研究双电层电容和赝电容的复杂界面过程至关重要；
• 理论建模和计算模拟可以提供一种有效的方法来了解活性材料结构、离子润湿性能和运输动力学；
• 未来超级电容器设计将聚焦于器件创新以及多功能集成；
• 需关注一个常被忽略的重要因素——超级电容器的自放电现象。
  

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王宏志教授课题组在可穿戴能源领域取得新进展，相关研究成果以《具有湿热稳定性和舒适性的摩擦/铁电协同电子织物材料》(“All-fiber tribo-ferroelectric synergisticelectronics with high thermal-moisture stability and comfortability”，DOI:10.1038/s41467-019-13569-5)为题发表于国际知名学术期刊《自然•通讯》(Nature Communications)。东华大学系论文唯一完成单位，我校材料科学与工程学院长学制博士研究生杨伟峰和龚维为共同第一作者。

随着可穿戴电子设备的蓬勃兴起，人们对随身能源的需求逐渐增大，基于织物的能源器件引起了人们极大的兴趣。然而，体表与环境复杂多变的湿热条件往往会影响电学织物的性能。此外，这些随身设备的透气、透湿及可水洗性也逐渐成为研究者关注的焦点。鉴于此，研究团队以“全纤维”为设计原则，开发了一种具有湿热稳定性和舒适性的摩擦/铁电协同电子织物材料。

在本工作中，研究人员利用静电纺丝技术制备了铁电聚合物(P(VDF-TrFE))和聚酰胺6(PA6)两种纳米纤维作为功能材料，通过摩擦表面极化和铁电极化的相互作用，实现了摩擦/铁电协同电学增强。这种电子织物材料在低频外力作用下可产生5.2 W m-2的峰值功率密度。
此外，研究人员还演示了电子织物在弯折、抖动时驱动液晶显示器、数字化发光点阵、电子手表，以及为锂电池充电、驱动蓝牙信号传输系统、实时捕捉足部姿态等应用。
该研究工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金、东华大学励志计划和东华大学研究生创新基金等的资助。
论文全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-13569-5

xiayu

二维金属有机框架材料基柔性电致变色电极的构筑及其半固态器件多级界面电化学传输行为研究
批准号        51972054       
学科分类        发光及显示材料 ( E020702 )
项目负责人        王宏志       
依托单位        东华大学
资助金额        60.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日