天津大学材料学院封伟

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封伟，天津大学材料学院教授、博士生导师。1992年毕业于西安交通大学高分子材料专业。国家“万人计划”科技创新领军人才、国家杰出青年基金获得者，科技部中青年创新领军人才，天津市“131”创新型团队负责人，日本JSPS学术振兴委员会高级访问学者。任教育部科技委材料学部委员与国防学部委员，军委科技委和装发部专业组专家，是中国机械工程学会材料分会高分子材料专业委员会委员，中国材料研究学会高分子材料与工程分会常务理事以及中国复合材料学会高分子纳米复合分会副主任等。主持负责了国家973项目课题、科技部重点研发课题、国家自然科学基金重点、杰青项目及国防科技支撑项目、总装预研项目等。研究成果在Chem. Soc. Rev.、Adv. Funct. Mater.等国际期刊上发表SCI收录论文140余篇，代表性成果在人民日报、科技日报和CCTV等重要媒体上报道，成果获得省部级科技一等奖2项，二等奖2项。

电话： 无
Email： weifeng@tju.edu.cn
研究所： 先进高分子材料研究所

个人简历
教育背景：
1988.9 – 1992.7 西安交通大学 化工系 工学学士
1996.9 – 2000.12 西安交通大学 电信学院 电子系 工学博士
1999.10 – 2000.10 日本大阪大学 电子系 联合培养博士

工作经历：
2001.2-2002.4 日本大阪大学 电子系 博士后
2002.5-2004.4 清华大学 化工系 博士后
2004.4-至今 天津大学材料学院 教授、博导

研究方向
功能有机碳复合材料、光敏有机分子材料、电池材料与器件

主要讲授课程：
功能材料（本科生选修课）
有机光电材料导论（研究生选修课）


承担项目
1.功能有机碳复合材料，国家杰出青年基金，2015.1-2019.12
2.基于偶氮苯-碳纳米复合体的光伏分子储能基础研究，国家自然科学基金面上项目，2013.1-2016.12
3.基于可控氟化碳纳米材料的高比能量锂储能电池的研究，国家自然科学基金面上项目，2012.1-2015.12


标志性成果
1、Huang Shizheng、Feng Wei*、Li Yu、Feng Yiyu、An Haoran、Long Peng、Qin Chengqun，Nitrogen and fluorine co-doped graphene as a high-performance anode material for lithium-ion batteries，J Mater Chem A, 2015, 3, 23095-23105 (封面文章)
2、Li Yu、Feng Wei*，The tunable electrochemical performances of carbon fluorides/manganese dioxide hybrid cathodes by their arrangements，J Power Sources, 2015, 274, 1292-1299
3、Sun Chuanbin、Feng Yiyu、Li Yu、Qin Chengqun、Zhang Qingqing、Feng Wei*，Solvothermally exfoliated fluorographene for high-performance lithium primary batteries，Nanoscale, 2014, 6, 2634-2641 (封底文章)
4、Qin Chengqun、Feng Yiyu、Luo Wen、Cao Chen、Hu Wenping、Feng Wei*，A supramolecular assembly of cross-linked azobenzene/polymers for a high-performance light-driven actuator，J Mater Chem A, 2015, 3, 16453-16460 (封面文章)
5、Li Yu、Feng Yiyu、Feng Wei*，Deeply fluorinated multi-wall carbon nanotubes for high energy and power densities lithium/carbon fluorides battery，Electrochim Acta, 2013, 107, 343-349
6、Luo Wen、Feng Yiyu、Cao Chen、Li Man、Liu Enzuo、Li Shipei、Qin Chengqun、Hu Wenping、Feng Wei*，A high energy density azobenzene/graphene hybrid: a nano-templated platform for solar thermal storage，J Mater Chem A, 2015, 3, 11787-11795 (封底文章)
7、Luo Wen、Feng Yiyu、Qin Chengqun、Li Man、Li Shipei、Cao Chen、Long Peng、Liu Enzuo、Hu Wenping、Feng Wei*，High-energy, stable and recycled molecular solar thermal storage materials using AZO/graphene hybrids by optimizing hydrogen bonds，Nanoscale, 2015, 7, 16214-16221
8、Feng Wei*、Qin Mengmeng、Lv Peng、Li Jianpeng、Feng Yiyu，A three-dimensional nanostructure of graphiteintercalated by carbon nanotubes with high cross-plane thermal conductivity and bending strength，Carbon, 2014, 77, 1054-1064
9、Huang Zhengcheng、Shen Yongtao、Li Yu、Zheng Wenjun、Xue Yunjia、Qin Chengqun、Zhang Bo、Hao Jingxiang、Feng Wei*，Facile synthesis of analogous graphene quantum dots with sp2 hybridized carbon atom dominant structures and their photovoltaic application，Nanoscale, 2014, 6, 13043-13052
10、Feng Wei*、Li Jianpeng、Feng Yiyu、Qin Mengmeng，Enhanced cross-plane thermal conductivity and high resilience of three-dimensional hierarchical carbon nanocoil–graphite nanocomposites，RSC Advances, 2014, 4, 10090-10096
11、Feng Wei*、Zhang Qingqing、Li Yu、Feng Yiyu*，Preparation of sulfonated graphene/polyaniline composites in neutral solution for high-performance supercapacitors，J Solid State Electrochemistry, 2014, 18, 1127-1135
12、Li Dongjie、Li Yu、Feng Yiyu*、Feng Wei*，Hierarchical graphene oxide/polyaniline nanocomposites prepared by interfacial electrochemical polymerization for flexible solid-state supercapacitors，J Mater Chem A, 2015, 3, 2135-2143
13.Mengmeng Qin, Peng Lv, Yiyu Feng，Jianpeng Li，Wei Feng*, Unidirectionally consolidated graphite blocks with high crossplane thermal conductivity, 2014,77,1054-1064
14．Chuanbin Sun，Yiyu Feng, Yu Li, Chengqun Qin, Qingqing Zhang, Wei Feng*，Solvothermally exfoliated fluorographene for high-performance lithium primary battery，Nanoscale, 2014, 6(5), 2634-2641（封底文章）
15.Dongjie Li, Yu Li, Yiyu Feng, Wenping Hu and Wei Feng*，Hierarchical graphene oxide/polyaniline nanocomposites prepared by interfacial electrochemical polymerization for flexible solid-state supercapacitors，Journal of Materials Chemistry A，2015，3,2135-2143
16.Zhengcheng Huang, Yongtao Shen, Yu Li, Wenjun Zheng, Yunjia Xue, Chengqun Qin, Bo Zhang, Jingxiang Hao and Wei Feng*，A three-dimensional nanostructure of graphite intercalated by carbon nanotubes with high cross-plane thermal conductivity and bending strength，Nanoscale，2014,6,13043-13052
17.Yongtao Shen, Da Lei, Wei Feng*, Architectural transformation of the nanoparticle superstructures induced by ultraviolet light irradiation and their application in photoelectrochemical switch devices, J. Mater. Chem. C, 2013, 1,1926-1932(封面文章)
18.Qingqing Zhang, Yu Li, Yiyu Feng, Wei Feng*，Electropolymerization of graphene oxide/polyaniline composite for high-performance supercapacitor，Electrochimica Acta ，2013,90，95– 100
19. Yu Li, Wei Feng*, Yiyu Feng, Deeply fluorinated multi-wall carbon nanotubes for high energy and power densities lithium/carbon fluorides battery, Electrochimica Acta ，2013, 107, 343-349

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天津大学封伟教授团队利用多级碳纤维-定向碳管阵列构筑兼顾各方向导热柔性硅橡胶复合材料

热管理系统对于柔性电子设备至关重要，原因在于其重要的长期稳定运行性能如电感电流的稳定性和使用寿命易受到高温的影响。热界面材料因其界面高效导热性能成为热管理系统的核心材料。因此发展具有形变适应性和力学载荷承载能力的热界面材料对于高功率器件如CPU和GPU处的界面热疏导非常重要。然而传统的导热材料如金属、陶瓷晶体和金刚石通常都是高密度硬质材料，无法展现出柔性。

碳基材料以其高导热、高力学强度和微观柔性展现了其作为热界面材料的潜力。一种兼顾柔性和导热可行的解决方法是在碳结构中浸渍柔性聚合物基体。但是其较低的声子平均自由程和由大量缺陷带来的声子散射导致其导热系数(κ)极低，限制了其在热界面材料的应用。因此将其与取向导热填料或交联网络结合是SI基体内构建导热体系的重要解决方向。

近年来基于碳纤维（CF）和定向碳纳米管阵列(VACNT)的三维纳米结构因其高强度和对不同方向导热性能的兼顾在柔性热界面材料领域受到了关注。其体系的构建主要包括两种策略：层次结构取向和网状导热框架。层次结构取向仍然不能够大幅增强复合材料面内导热，而网状导热框架则受制于较差的界面、较低的结构均匀性和结构团聚。尽管如此，结合理论指导、柔性高强度和高导热的三维纳米结构在未来各向均匀高导热材料的设计中仍占有重要地位。

最近， 天津大学材料学院封伟教授采用有限元分析方法对CF-VACNT碳结构及复合材料进行数值模拟分析，总结影响CF-VACNT及其复合材料导热性能的影响因素。 利用化学气相沉积法在CF表面生长VACNT。通过CF表面预处理工艺以及调控VACNT的生长条件，在CF表面生长出高密度的规整VACNT，并获得对VACNT长度和排列的可控调节工艺。而后制备得到不同结构的CF-VACNT的静电植绒取向阵列并利用原位注射法制备ACF-VACNT/SI复合材料。最终得到 在复合材料沿厚度方向和面内方向能够兼顾高水平导热能力的热界面材料并取得测试结果与理论预测的统一，进而成功地利用热至变色染料将复合材料导热性能进行可视化验证 。该工作近期以“Thermal conductive and flexible silastic composite based on a hierarchical framework of aligned carbon fibers-carbon nanotubes” 发表在期刊Carbon上。

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天津大学材料科学与工程学院封伟：有序结构石墨烯聚合物复合材料的导热性能研究

石墨烯聚合物复合材料是一种新型的功能性复合材料。石墨烯纳米片的引入不仅能够改善聚合物的机械性能，还赋予聚合物良好的功能性，如导热，导电以及电磁屏蔽。近年来，人们利用二维石墨烯纳米片的各向异性，采用一定的技术手段来调控石墨烯纳米片的分散状态，使其有序分布在聚合物基体中进而获得各向异性的石墨烯复合材料。这种有序分散的石墨烯复合材料不仅表现出功能的特异性，而且还能模仿自然界中的某些结构进而获得优异的性能。


近期，天津大学材料科学与工程学院封伟教授团队在Elsevier期刊Composites Communications上发表题为“Assembly of graphene-aligned polymer composites for thermal conductive applications” 的综述文章。
该文章首先对比阐述石墨烯纳米片在聚合物基体中不同的分散状态，突出有序分散的优异性，进一步综合大量文献总结了构筑有序石墨烯复合材料的方法和技术手段，如场效应诱导取向，机械应力辅助取向，自取向（图1），归纳出影响有序石墨烯复合材料制备和性能的界面相互作用，如氢键，化学键，离子键（图2），最后着重探究有序石墨烯复合材料在热传导领域的应用，并指出这种复合材料在热传导方面存在的问题以及未来研究趋势。

图1.各种诱导石墨烯纳米片在聚合物基体中取向的技术手段

图2.有序石墨烯纳米片与聚合物基体间存在的相互作用

该文章有助于科研工作者了解有序石墨烯聚合物复合材料的制备技术及结构性能关系，为人们获取特定的各向异性的石墨烯复合材料提供重要的参考。

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由天津大学材料科学与工程学院封伟教授主持完成的“多尺度结构有序的高强度高导热碳复合材料关键技术”获得2017年度天津市技术发明奖一等奖

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封伟Chem Soc Rev：偶氮基光热能的设计、性能和应用

全球气候变暖以及能源危机使世界能源前景令人不安，急需开发可再生和可持续能源技术和发展战略，以减少对目前全球经济主要推动力的传统化石燃料的依赖。而太阳能可以说是我们星系中最为丰富的、取之不尽用之不竭的自然资源。因此，开发对太阳能进行俘获、转换、储存的创新技术显得尤为重要。

天津大学封伟教授团队在英国皇家化学学会综述类旗舰刊物CHEM SOC REV (IF=40.182) 上发表题为“Azobenzene-bas能量密度 solar thermal fuels: design, properties, and applications”的综述论文，文中详细介绍了偶氮苯在太阳光热燃料（Solar Thermal Fuels）领域的最新研究进展，并对其不同的设计、性能及应用进行了系统地总结，并对未来的应用范围，所面临的机遇和挑战提出了新的观点，为今后偶氮苯材料在俘获，转化和存储光能领域的发展和应用指明了方向。

现如今，已经有各种各样的技术手段来利用太阳能，比如：太阳光电技术、太阳热收集装置、人工光合作用以及太阳光热燃料。其中，太阳光-热燃料（Solar Thermal Fuels，光热材料）可可以通过光开关分子的结构转换和键的重排来储存来自太阳辐射的能量，然后以热的形式释放能量。这种封闭循环能够在单一材料系统内实现可逆的太阳能转换和能量存储，具有零排放、易于运输、可循环、可再生性、以及以热量形式按需释放等优点。其中偶氮苯作为光分子开关的一种，因具有独特的光诱导可逆结构转变特性而成为实现光-热存储与可控释放的重要潜在材料。光热存储与释放循环体系主要依赖具有光诱导可逆构型转变的N=N分子结构。

在设计基于太阳能-热响应的储热材料时，通常情况应满足如下要求：（i）太阳光谱匹配：低能异构体的吸收波长应与太阳辐射的最强区域重叠。（ii）大储能能力：低能态和高能态异构体之间的能量差应尽可能大。（iii）高量子产率：光诱导由低能态向高能态异构体的转化应该高效进行。（iv）没有光子竞争：应避免两种异构体的光子竞争，因为大多数光活性分子中的光致异构化和反转化过程都可以被光激活。（v）长期稳定性：由高能态向低能态反向转换的势垒屏障应足够大，以便能够长期储存，同时材料应具有较强的循环性能。（vi）低价：原材料的成本以及合成和整合应具有竞争力。

封伟团队在综述中重点介绍了基于各种偶氮苯及其衍生物的光热燃料的最新进展，如基于纯偶氮苯衍生物的光热燃料、基于纳米碳模板化偶氮苯的光热燃料和基于聚合物模板化偶氮苯的光热燃料。讨论了这些先进的太阳能存储材料的基本设计概念，并突出描述了基于这些光热材料的应用。毫无疑问，分子的设计和微观结构的优化调控对于实现具有高储存能量的偶氮苯光热材料是至关重要的。然而同时提高这种材料的储能密度、储存周期和光吸收效率仍然是一项具有挑战性的任务。不论是在基础理论还是实际应用方面，都有很大的提升空间。可以预见，基于偶氮苯的光热材料作为一种新的俘获、转化、储存太阳能的手段将会成为来自不同技术背景的科学家和工程师的热门话题。

文献链接：http://dx.doi.org/10.1039/C8CS00470F

xiaoshanxiao

     2018年9月14日下午，应甘肃省生物电化学与环境分析重点实验室，甘肃省电化学技术与纳米器件工程实验室邀请，天津大学封伟教授来西北师范大学化学化工学院进行学术交流，并作了题为《有机功能碳复合材料的结构设计与性能研究》的学术报告。化学化工学院教师、研究生参加了报告会。报告会由甘肃省生物电化学与环境分析重点实验室主任卢小泉教授主持。
    报告中，封伟教授围绕在报告中介绍了有机功能碳纳米复合材料在光、电、热等功能上的设计、性能及应用，重点介绍了偶氮苯-碳纳米复合材料在光热储能领域的应用，封伟教授在报告中重点介绍了基于各种偶氮苯及其衍生物的光热燃料的最新进展，如基于纯偶氮苯衍生物的光热燃料、基于纳米碳模板化偶氮苯的光热燃料和基于聚合物模板化偶氮苯的光热燃料。讨论了这些先进的太阳能存储材料的基本设计概念，并突出描述了基于这些光热材料的应用。近几年，封伟教授课题组基于碳量子点（CDs）因其制备成本低、光稳定性好、生物相容性好、毒性低、发射波长可调、易于功能化等优异的性能，已使其广泛应用于光催化、生物传感、生物成像、光电器件等领域。并取得了相应的研究成果。
封伟教授教授简介：
    天津大学材料学院教授，博士生导师。1992年毕业于西安交通大学高分子专业。国家杰出青年基金获得者，科技部中青年科技创新领军人才,教育部新世纪优秀人才，天津市“131”创新型团队负责人。日本ＪＳＰＳ学术振兴委员会高级访问学者。第七届教育部科学技术委员会材料学部委员和国防学部委员；中国材料研究学会高分子材料与工程分会常务理事；中国机械工程学会材料分会高分子材料专业委员会委员。曾获省部级技术发明一等奖和自然科学二等奖（第一获奖人）三项。主要从事功能纳米复合材料及应用研究。主持负责了国家级项目30余项。发表SCI收录论文140余篇；获中国发明专利30余项。

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天津大学封伟教授等综述：光学应用石墨烯基手性液晶材料

天津大学封伟教授应邀在英国皇家化学会期刊 Journal of Materials Chemistry C 上发表综述文章（Graphene-based chiral liquid crystal materials for optical applications），总结了石墨烯基手性液晶材料的最新研究进展。

  作者主要介绍了胶体石墨烯手性液晶和石墨烯/手性液晶复合材料，其中手性向列相，扭曲晶界相，蓝相及其对光学应用的促进作用是该综述讨论的重点。该综述还介绍了石墨烯基手性液晶材料的潜在应用。最后，作者对该领域将来的研究方向提出了一些建议，并对其前景进行了展望。综述共同通讯作者为天津大学封伟教授、冯奕钰教授和华东理工大学郑致刚教授，第一作者为天津大学翟飞博士，该综述被邀请作为 Journal of Materials Chemistry C 内封面文章。

  具有手性液晶相的材料具有光学旋转，偏振光的选择性反射和圆二色性等显著特性，已成为光电子领域的研究热点。手性液晶相最初是在仅具有旋转轴对称元素的分子（既没有镜像对称平面也没有反转中心）组成的物质中发现的，典型的代表是 DNA。手性液晶材料通常分为胆甾相和蓝相，此外也可以形成扭曲晶界相和手性近晶 C 相。与非手性液晶相相比，这些手性液晶相材料表现出来非常迷人的电子光学“特性”和光学现象。由于周期性的螺旋结构，其固有的光子带隙赋予这种自组织的软光子超结构不同尺度的光调制能力。同时，液晶主体独特的柔软特性使其可以对来自外部的刺激作出响应，如电场，力，热，温度，和光等，在光子结构方面为这类系统带来全新的可控特性。

  本篇综述重点介绍了石墨烯基手性液晶材料的最新研究进展。在所有手性液晶材料中，基于石墨烯的手性液晶复合材料具有一些独特的特性，适用于广泛的新型应用。一方面，石墨烯的二维有序性和手性对手性液晶性能有积极影响，如降低蓝相的驱动电压等。另一方面，液晶化是实现石墨烯大规模加工的最有效途径之一，它也是连接石墨烯和大规模高性能材料的优良性能的桥梁。本综述主要关注胶体石墨烯手性液晶和石墨烯/手性液晶复合材料，其中手性向列相，扭曲晶界相，蓝相及其对光学应用的促进作用是该综述讨论的重点。 探讨了石墨烯基手性液晶材料的理论基础，合成路线和应用以及石墨烯对蓝相的稳定作用。 通常，手性会使石墨烯液晶材料具有更丰富的光学各向异性和更快的响应时间，显著改善了这类材料的光学性质。 因此，石墨烯基手性液晶材料是用于有机和无机可控软材料和光学应用的很有前途的材料。 该综述还介绍了石墨烯基手性液晶材料的未来前景和机遇。

  该项研究获得了国家杰出青年基金、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目的资助。

  论文链接：http://dx.doi.org/10.1039/C8TC04947E

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天津大学材料科学与工程学院封伟教授课题组制备了一种高离子电导率的锂单离子固态聚合物电解质。在前期工作（J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 22519）中，该团队设计和合成了新型的交替结构的单离子聚合物锂盐：聚（乙烯基双苯磺酰亚胺锂-alt-马来酸酐）（P[SSPSILi-alt-MA]）。其中，双苯磺酰亚胺锂结构中的O=S=O基团与苯环的协同作用使得N原子上的电子离域程度更高。马来酸酐基团由于高介电常数可以进一步促进其上锂离子的解离，增加“自由锂离子”的浓度。P[SSPSILi-alt-MA]的交替结构有利于“自由锂离子”在分子尺度上分布均匀。在此次工作中该团队将P[SSPSILi-alt-MA]和PEO复合制备了锂单离子固态聚合物电解质，锂离子解离程度的增加以及分子尺度上的均匀分布使该锂单离子聚合物固态电解质拥有高的离子电导率（3.08×10-4 S cm-1）。研究表明，该聚合物固态电解质对锂枝晶形成和生长有着很好的抑制作用。随后将P[SSPSILi-alt-MA]聚合物固态电解质组装成磷酸铁锂电池，该纯固态电池表现出了优异的循环稳定性。

相关研究成果近期已在线发表在Energy Storage Materials杂志上（DOI：10.1016/j.ensm.2019.03.004），第一作者为博士研究生曹晨，共同通讯作者为李瑀。

链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829718314272

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天津大学材料科学与工程学院封伟教授团队提出以高弹性石墨烯交联三维碳纳米管海绵体为模板，制备出一种兼具导热、导电和良好压缩回弹性的聚酰亚胺/碳复合材料。通过控制网络节点处的石墨烯交联、界面相互作用和复合均匀性，使刚性聚酰亚胺复合材料呈现出压力可调的导热和导电性能，可实现界面高效热管理和压力敏感性能。结果显示，通过高温碳化节点处均匀包覆的聚酰亚胺，获得了高质量石墨烯交联结构的三维碳管网络，长程共轭结构实现了声子在网络和界面处的快速传导，解决了碳管网络内部界面弱连接导致界面热阻过高和循环压缩性能差的难题；同时均匀包覆聚酰亚胺的碳管网络能实现与不同含量聚酰亚胺基体的均匀复合，从而实现了三维网络结构的复合材料的密度和孔隙率的调控，为实现高导热（电）和高弹性的兼顾提供了材料基础。

在控制聚酰亚胺含量的基础上，获得了一系列具有不同导热（电）和弹性形变的弹性复合材料（Gw-CNT/PI），其导热系数和可压缩率分别在0.325 ~10.89 W/mK和2.2%~49.9%（压力：1 MPa）范围可调。通过有限元分析进一步证实了通过施加不同外力可实现声子在不同密度的三维网络结构内的快速定向传导。该性能使聚酰亚胺基导热弹性体适用于不同结构的界面热传导或压力传感，极大地拓宽了该材料的应用领域。将该弹性复合材料作为界面热材料置于模拟动态伸缩的器件内，发现该导热弹性体能在超过200次压缩/回弹循环后，仍保持与两侧界面的良好接触，从而大幅降低界面处的温度梯度，使热量从高温区向低温区传导，降低局部过热程度。

以石墨烯交联的弹性碳纳米管海绵体为模板，通过均匀复合，不仅可以实现了界面高效热传导和弹性形变的可调，而且赋予了高模量刚性聚酰亚胺复合材料高导热（电）和压缩回弹性。有限元分析和动态热管理器件应用分别从理论和实际角度，证明了Gw-CNT/PI复合弹性体可以实现在不同压缩形变下热传导的有效调控，该结果表明该导热弹性体是未来极端复杂环境热管理领域的理想材料之一。

该工作近期以“Stress Controllability in Thermal and Electrical Conductivity of 3D Elastic Graphene-Crosslinked Carbon Nanotube Sponge/Polyimide Nanocomposite”为题发表在期刊Advanced Functional Materials（DOI：10.1002/adfm.201901383）上（文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201901383），文章第一作者为博士研究生张飞，通讯作者为封伟教授，共同通讯作者为冯奕钰教授。

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天津大学材料学院封伟教授在分析动态共价键形成机理的基础上，利用苯基溴化硒与氮掺杂石墨烯（NG）薄膜反应，形成硒氮动态共价键（Se-N），利用Se-N的温度响应性实现了石墨烯的可逆性修饰。研究显示，与石墨型氮原子相比，苯基溴化硒倾向于选择性地与NG表面的吡咯型和吡啶型氮原子发生反应，形成Se-N动态共价键。Se-N动态共价键表现出明显的温度响应性，当温度提升到60 ℃，Se–N键发生断裂，随着温度进一步升高，这种断裂效应更加明显，当温度达到130 ℃，Se-N全部消失，整个薄膜恢复到NG状态，从而实现了可逆修饰。

  利用Se-NG薄膜制备场效应晶体管的电性能显示出明显的温度依赖性。室温下Se-NG薄膜由修饰前的n型掺杂（NG）转变为p型，其电子和空穴迁移率分别由97.6 cm2 V-1 s-1，229.4 cm2 V-1 s-1转变为3.1 cm2 V-1 s-1，150.4 cm2 V-1 s-1；在60 - 120 ℃分别处理15 min，随着温度升高，Se-N共价键逐渐发生断裂，导致薄膜的电性能逐渐接近于NG；最终在130 ℃下处理Se-NG薄膜后，其导电类型、电子迁移率、空穴迁移率恢复到初始的NG的状态。结果表明动态共价键选择修饰可以实现NG电子结构的可逆调控。

  具有可逆调控功能的Se-NG薄膜首次实现了对石墨烯电子结构的可逆调控。该材料有望成为未来智能响应光电子器件的核心材料。相关研究成果近期以“Reversible Modification of Nitrogen–Doped Graphene Based on Se?N Dynamic Covalent Bonds for Field–Effect Transistors”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊（DOI: 10.1021/acsami.9b02989）上，第一作者为硕士研究生郑楠楠，通讯作者为天津大学封伟教授和冯奕钰教授。

  全文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.9b02989

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报告人：封伟教授，天津大学，国家杰青
时间：2019年5月20日（周一）上午9：00
地点：西安理工大学学科2号楼报告厅（学2-211）

摘 要：碳复合材料存在的微观结构无序、复合均匀性差和表(界)面特性弱等缺点,严重影响了碳材料优异特性的宏观体现，限制了其在新能源、航空航天以及国防领域的应用。该报告在研究者多年研究功能碳复合材料的基础上，针对碳材料存在的复合技术难点，提出了基于分子设计与结构设计的分子级复合关键技术，系统研究了光敏性分子储能偶氮碳复合材料、高强和高导热微纳有序结构的碳复合材料以及高比能量高比功率氟化碳复合材料，总结出了碳复合材料的结构调控与其光、电、力、热等性能的优化规律，推动了功能碳复合材料在新能源技术与航空航天及国防技术领域的应用。

专家介绍：封伟，男，天津大学材料学院二级教授、博士生导师。国家杰出青年基金获得者，国家“万人计划”科技创新领军人才、科技部中青年创新领军人才。天津大学科研院副院长。1992年毕业于西安交通大学高分子材料专业。2000年获得西安交通大学电子工程工学博士。随后在日本大阪大学、清华大学分别作博士后。2004年任天津大学材料学院教授、博导。天津市“131”创新型团队负责人，第二批天津市“杰出人才”，日本ＪＳＰＳ学术振兴委员会高级访问学者。任教育部科技委材料学部委员与国防学部委员。军委科技委和装发部专业组专家。是中国机械工程学会材料分会高分子材料专业委员会委员，中国材料研究学会高分子材料与工程分会常务理事、中国复合材料学会导热复合材料专业委员会主任委员、高分子纳米复合分会副主任委员等。主持负责了国家973项目课题、科技部重点研发课题、国家自然科学基金重点、杰青项目及国防科技支撑项目、总装预研项目等。研究成果在Chem. Soc. Rev.、Adv. Funct. Mater.等国际期刊上发表SCI收录论文160余篇,授权美国专利2项、日本发明专利1项、中国发明专利55项。成果获得省部级科技一等奖2项，二等奖2项。

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天津大学封伟教授团队撰写了题为“Structural Design and Application of Azo-based Supramolecular Polymer Systems”的特邀综述，梳理总结了近十几年来偶氮基超分子聚合物材料的结构设计原则及其相关应用的重要发展历程，同时，结合本团队的研究成果，预测和展望了未来偶氮基超分子在结构设计及应用的新思路。该论文最近在Chinese Journal of Polymer Science期刊上作为第12期封面文章正式发表（Doi: 10.1007/s10118-019-2331-z）。

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天津大学封伟教授团队提出设计了一种功能化的有机凝胶充当电容式离子皮肤的介电层，进而获得了全凝胶态的离子皮肤。本项工作是利用长支链的丙烯酸酯作为功能性单体，石蜡油为介质，通过调节单体和交联剂的组分含量制备了一系列具有粘附、自修复等性能的高透明有机凝胶；进一步采用原位聚合的方法，获得了以离子导电水凝胶为导电层，有机凝胶为介电层的全凝胶态电容式离子皮肤。该离子皮肤不仅能够感知压力、拉力等物理刺激，还具有温敏自供能的作用。此外，这种有机凝胶/水凝胶复合的方式，还赋予了导电层/介电层之间良好的界面结合性能，促进离子皮肤的长期稳定使用，同时有机凝胶的自修复性能也有助于修复遭受剪切破坏的离子皮肤，进而延长其使用寿命。近日相关研究工作以“Highly Transparent, Self-Healable, and Adhesive Organogels for Bio-Inspired Intelligent Ionic Skins” 为题在线发表在ACS applied materials & interfaces上（DOI: 10.1021/acsami.9b22707）。论文的第一作者为天津大学材料学院博士研究生张志兴，通讯作者为天津大学材料学院封伟教授。

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随着高功率、高集成度电子器件以及航空航天和能源化工等领域的快速发展，对高效热管理系统的要求越来越高。其中，高性能热界面材料作为热管理系统的关键材料，要求其具有轻质、高导热、高稳定性和弹性等性能。由于传统导热材料如金属、无机导热材料的缺点（质量大、柔性差等），导热聚合物的应用正在不断向高导热材料的领域渗透。聚合物导热材料在成本、制备工艺、柔韧性及稳定性等方面更有优势。开发高导热的聚合物复合材料已经成为了该领域的一个研究热点。针对聚合物的低导热性，将其与高导热填料复合是制备导热聚合物复合材料的一个简单、高效的策略。三维连续网络对于提高复合均匀性以及减少声子的界面散射具有重要的意义，以此作为填料与聚合物复合可以有效提高其导热效率。

天津大学封伟教授团队全面综述了三维导热网络的构建及在制备聚合物基导热复合材料方面的相关研究，以《Three-dimensional Interconnected Networks for Thermally Conductive Polymer Composites: Design, Preparation, Properties, and Mechanisms》为题发表在Materials Science & Engineering: R: Reports（IF=26.625）杂志上（DOI: 10.1016/j.mser.2020.100580）。

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日前，我校封伟教授编著的《智能导热材料的设计及应用》由清华大学出版社出版发行。该著作入选“十四五”国家重点出版物出版规划项目，受到国家科学技术学术著作出版基金资助，同时也列入先进芯片材料与后摩尔芯片技术丛书。

     《智能导热材料的设计及应用》以面向新型热管理应用的智能导热材料为目标,根据当今智能导热材料的发展现状,从材料的概念、传热原理、结构设计及应用等角度展开介绍。该书共有7章,分别为导热概述(概念、导热机理、影响因素及分类),智能导热材料概述,智能化性能设计,智能导热材料设计,智能导热材料应用,智能导热材料在先进芯片中的应用,结论与展望。该书可作为相关专业本科生和研究生的教材。希望通过该书可以激发广大读者及相关领域研究人员对智能导热材料的兴趣,并为从事相关研究的工程技术人员提供参考。
      智能导热材料为导热材料的一个重要分支。它是一种以热量快速疏导为目的,通过智能热控技术,利用其热导率可智能调控的特点实现对被控对象与外界从隔热到良好导热的自主调控的新型功能材料,属于材料、化学、物理等多学科交叉的一项基础研究。智能导热材料具有响应速度快、精确调节系统温度和显著降低资源消耗的特点,在民用电子、航空航天等领域有着广阔的应用前景。同时,随着近年来空间技术、人工智能、航空航天等领域的快速发展,对于温度敏感、发热量较大且环境温度复杂的设备,如通信终端、蓄电池、芯片电子等,亟需发展能够即时感知外界环境、自主热流调节的新型智能导热材料。然而,受热导率低、回弹性差、附着力弱等综合因素的影响,材料的智能感知调节能力相对较差,因此,材料暂时未能全面满足多种复杂环境的应用需求。基于此,当今国内外学者对智能导热材料的机理、控制、应用范围开展了较多研究。研究主要包括微纳材料结构设计、导热纳米粒子的定向控制、高导热智能材料设计、高新热管理应用技术、芯片智能导热材料设计及应用等,为智能导热材料的突破和发展奠定了基础。
       天津大学封伟教授带领的功能有机碳复合材料研究团队，10多年来围绕碳纳米材料和功能高分子的制备、结构调控、多尺度复合及力学和导热性能开展创新研究,近年来在智能导热复合材料的前沿创新领域,掌握了导热结构设计、碳纳米材料的可控制备、界面结构修饰及多尺度可控复合等多项关键技术。
      据了解，为了使著作内容更丰富,编者还加入了其他学者的优秀研究成果。