个人信息Personal Information 教授 博士生导师 硕士生导师
性别：女
在职信息：在职
所在单位：材料科学与工程学院
学历：研究生(博士)毕业
学位：博士学位
毕业院校：上海交通大学
学科：材料学

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同专业博导同专业硕导

个人简介Personal Profile 华中科技大学材料科学与工程学院教授，入选国家海外高层次人才青年项目（优先支持），湖北省杰出人才计划。主要从事碳纳米宏观有序体的制备及应用开发。2012年加入华中科技大学后创建“碳纳米材料研发实验室”，确立了面向实际应用所需，以性能为导向，以碳纳米材料为载体，从材料的结构设计和可控制备出发，开发有明确应用背景的新型有序碳基功能化材料及其复合材料，揭示其在苛刻环境中服役的关键科学问题，实现性能的颠覆性提升的研究思路。在Science（2篇）、 Nature Catalysis(1篇）、Nature Communications（2篇）等高水平杂志上发表SCI论文50余篇，授权专利17项(美国2项，日本1项，中国14项)；发展了可在“-196~1000°C温度范围稳定服役的超级橡胶，可在-196~1033°C服役的碳基粘附材料，可在海洋环境中服役的碳基高灵敏度监测器及可在-60~-100°C服役的高性能碳基能量器件等一系列原创成果；其中，”-196~1000°C温度范围稳定服役的超级橡胶将现有橡胶材料的使用温度拓宽了上千度，获2011年第七届“饭岛赏”，是该奖项最年轻的获得者；所研发的“自供电式波浪监测及海啸预警装置”将水下压力探测精度提升一个数量级，获2019年日内瓦国际发明展最高奖项-评审团特别嘉许金奖。赴国际会议作邀请报告10余次。主持国自然项目3项，地区项目5项；自主开发“催化剂活化-碳管生长分离”技术，攻克宏量制备中因乱流严重、温度不均而导致的碳管结构不可控等难题，实现同批次碳管生产力3个数量级的提升，获批“超纯阵列式碳管可控生长及产业化团队”并任团队负责人（2017孔雀团队）。以首席主办者身份成功申办了美国材料学会（MRS）碳材料分会（2015年12月）和第二届先进功能材料大会（2018年11月）。实验室网站：www.nanocarbon-hust.cn 欢迎访问！



教育经历Education Background
工作经历Work Experience
2003.92007.12
上海交通大学硕博
博士学位
研究生(博士)毕业
1999.92003.7
上海交通大学
学士学位
本科(学士)
2012.11至今
华中科技大学
材料科学与工程学院
教授
在职
2010.92012.7
日本单层纳米碳管融合新材料研究开发机构(TASC)
特别研究员
2008.32010.8
日本国立产业技术综合研究所(AIST)
特别研究员
2007.72008.3
香港城市大学物理与材料科学系
副研究员
2006.42007.6
香港城市大学物理与材料科学系
研究助理
2003.92007.12
上海交通大学材料科学与工程系
博士

研究方向Research Focus
社会兼职Social Affiliations
碳纳米材料在极端环境下的应用开发
电子智能器件
复合材料及分散技术研究
能量存储与转换
碳材料力学性能的研究
暂无内容
团队成员Research Group 团队名称：华中科技大学碳纳米材料课题组
团队介绍：华中科技大学碳纳米材料课题组是由华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室、华中科技大学材料科学与工程学院共同资助建立的。实验室整体面积达334平方米，于2014年底正式建造完成。课题组网站：https://www.nanocarbon-hust.cn，欢迎访问！

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个人信息Personal Information 教授 博士生导师 硕士生导师
性别：女
在职信息：在职
所在单位：材料科学与工程学院
学历：研究生(博士)毕业
学位：博士学位
毕业院校：上海交通大学
学科：材料学

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当前位置： 中文主页 >> 科学研究
研究领域
我组致力于碳纳米材料的结构设计及相应制备技术的研究与开发。结合化学气相沉积、等离子体处理、分散、镀膜、微结构处理等多种技术，我们可将一维、二维纳米材料如碳纳米管、石墨烯等，作为“Building Block（积木）”, 通过不同的结构搭建以优化其三维聚集体的宏观性能，最终获得一系列其他传统材料无法比拟的特性。最近，我们已在黏附、传感器、能源转换、能源存储、复合材料等领域展示了结构设计在性能优化上的重要性，并将此概念推广至更多的应用领域。



一、碳材料力学性能的研究


碳纳米材料，如石墨烯和碳纳米管等具有优异的柔韧性和机械强度，可作为基本结构单元组装宏观材料。因基本结构单元间（如管与管间、片层间等）作用方式的差异，可呈现不同的宏观性能。我们以碳纳米管，石墨烯等碳纳米材料作为基本结构单元， 通过合理的结构设计制备具有优异机械性能，包括粘弹性，蠕变，粘附，拉伸和抗冲击的宏观材料。


二、能量存储与转换


在全球变暖的挑战和化石燃料的衰竭的双重形势下，诸如电池,超级电容器或纳米发电机等电化学能量储存以及能量转化装置正变得越来越重要。新材料和新结构是这一领域进步的关键。碳材料具有低成本、形式多样(粉末、纤维、气凝胶、复合材料、层状、管状等)易加工性，相对惰性的电化学，可控的孔隙度和活性位点的优点正变得越来越重要。我们的团队致力于通过碳材料的结构设计以提高能源储存和转化的性能。特别地，我们感兴趣的是能源材料在极端条件下的应用，例如抗冲击能源材料及可在极端温度下运行的能源材料。






三、复合材料及分散技术研究


碳纳米管从1991年发现至今，已经有26年的时间了。当前，碳纳米管能够实现大批量生产，并且它也正在改变着我们的生活。碳纳米管具有十分优异的性能，比如，力学性能（拉伸强度50-200GPa，杨氏模量约（1TPa），电学性能（电导率高达1000S/cm），热学性能（导热系数大于3000w/m?K）等。基于这些优异的性能，碳纳米管复合材料已经被广泛应用于航空航天，汽车，能源，运动器材等诸多民用和军用领域。因此，研究碳纳米管分布形态对复合材料不同性能（如力学，电学，热学）的增强机制具有十分重要的意义。

四、电子智能器件


应变传感器是可穿戴电子设备的重要元件因为它可以将机械变形转化为可探测 的电学信号，它在智能机器人，个人健康检测，人机交互界面和假肢替代品等领域都很好的应用前景。其中，实时监测人体运动被认为是一种评估个人健康的有效手段。因此，它可以作为有慢性病的病人自我检查手段。对于人体运动检测，应变传感器应该有高的拉伸性和柔韧性用于监测人体运动产生的变形和长期使用的稳定性。我们以碳纳米管，石墨烯等碳纳米管材料作为基本结构单元，通过合理的结构设计制备具有优异性能的可拉伸应变传感器，并将其用于人体运动探测。








论文成果 More>>
Maximizing ion accessibility in MXene-knotted carbon nanotube composite electrodes for high-rate electrochemical energy storage.nature communications.
Thermosensitive crystallization–boosted liquid thermocells for low-grade heat harvesting.science.
Author links open overlay panelMengmengZhangaWenjunZhangaNaishengJiangcDon N.Futaba*MingXu*.A general strategy for optimizing composite properties by evaluating the interfacial surface area of dispersed carbon nanotubes by fractal dimension.
Author links open overlay panelZhiyuanZhana1YunxiuMaa1JingRena1XiangGaoaLiuheLi*MingXu*.A new-structured nanocarbon cushion with highly impact-resistant properties.
Mengmeng Zhang Shaoli Fang Jun Nie Peng Fei Ali E. Aliev Ray H. Baughman Ming Xu.Self‐Powered, Electrochemical Carbon Nanotube Pressure Sensors for Wave Monitoring.
Author links open overlay panelYaxiongWangaXiangGaoaLingchangLiaMinWangcJianglanShui*MingXu*.High-capacity K-storage operational to ?40?°C by using RGO as a model anode material.

专利 More>>
一种碳纳米管双面胶及其制备方法和应用.ZL.3.X,
一种基于电化学原理的自发电型压力传感器及其制备方法.ZL.0.X,
基于碳纳米管薄膜的可穿戴压力传感器及其制造方法.ZL9.4,
一种基于分形维数的碳纳米管分散状态的数值化表征方法.
一种多级结构碳纳米管/二氧化锡复合材料及其制备方法.PATENT_TYPE_ID763674,
阵列碳纳米管泡沫金属复合基板的制备方法及应用.PATENT_TYPE_ID763674,

科研项目
高度仿生多级结构碳纳米管粘附材料的制备及其在多种环境应用下的粘附机制研究,2020/01/01-2023/12/31
面向极端环境应用的碳纳米管增强金属基复合材料制备,
面向极端应用条件的纳米碳材料三维结构设计,
碳纳米管干胶超高/低温下的粘附性研究,
碳纳米管分布形态对复合材料宏观性能的影响及强化机制的研究,
纳米碳材料的三维结构制造及应用研发,

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个人信息Personal Information 教授 博士生导师 硕士生导师
性别：女
在职信息：在职
所在单位：材料科学与工程学院
学历：研究生(博士)毕业
学位：博士学位
毕业院校：上海交通大学
学科：材料学

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研究领域 当前位置： 中文主页 >> 科学研究 >> 研究领域
我组致力于碳纳米材料的结构设计及相应制备技术的研究与开发。结合化学气相沉积、等离子体处理、分散、镀膜、微结构处理等多种技术，我们可将一维、二维纳米材料如碳纳米管、石墨烯等，作为“Building Block（积木）”, 通过不同的结构搭建以优化其三维聚集体的宏观性能，最终获得一系列其他传统材料无法比拟的特性。最近，我们已在黏附、传感器、能源转换、能源存储、复合材料等领域展示了结构设计在性能优化上的重要性，并将此概念推广至更多的应用领域。



一、碳材料力学性能的研究


碳纳米材料，如石墨烯和碳纳米管等具有优异的柔韧性和机械强度，可作为基本结构单元组装宏观材料。因基本结构单元间（如管与管间、片层间等）作用方式的差异，可呈现不同的宏观性能。我们以碳纳米管，石墨烯等碳纳米材料作为基本结构单元， 通过合理的结构设计制备具有优异机械性能，包括粘弹性，蠕变，粘附，拉伸和抗冲击的宏观材料。


二、能量存储与转换


在全球变暖的挑战和化石燃料的衰竭的双重形势下，诸如电池,超级电容器或纳米发电机等电化学能量储存以及能量转化装置正变得越来越重要。新材料和新结构是这一领域进步的关键。碳材料具有低成本、形式多样(粉末、纤维、气凝胶、复合材料、层状、管状等)易加工性，相对惰性的电化学，可控的孔隙度和活性位点的优点正变得越来越重要。我们的团队致力于通过碳材料的结构设计以提高能源储存和转化的性能。特别地，我们感兴趣的是能源材料在极端条件下的应用，例如抗冲击能源材料及可在极端温度下运行的能源材料。






三、复合材料及分散技术研究


碳纳米管从1991年发现至今，已经有26年的时间了。当前，碳纳米管能够实现大批量生产，并且它也正在改变着我们的生活。碳纳米管具有十分优异的性能，比如，力学性能（拉伸强度50-200GPa，杨氏模量约（1TPa），电学性能（电导率高达1000S/cm），热学性能（导热系数大于3000w/m?K）等。基于这些优异的性能，碳纳米管复合材料已经被广泛应用于航空航天，汽车，能源，运动器材等诸多民用和军用领域。因此，研究碳纳米管分布形态对复合材料不同性能（如力学，电学，热学）的增强机制具有十分重要的意义。

四、电子智能器件


应变传感器是可穿戴电子设备的重要元件因为它可以将机械变形转化为可探测 的电学信号，它在智能机器人，个人健康检测，人机交互界面和假肢替代品等领域都很好的应用前景。其中，实时监测人体运动被认为是一种评估个人健康的有效手段。因此，它可以作为有慢性病的病人自我检查手段。对于人体运动检测，应变传感器应该有高的拉伸性和柔韧性用于监测人体运动产生的变形和长期使用的稳定性。我们以碳纳米管，石墨烯等碳纳米管材料作为基本结构单元，通过合理的结构设计制备具有优异性能的可拉伸应变传感器，并将其用于人体运动探测。

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个人信息Personal Information 教授 博士生导师 硕士生导师
性别：女
在职信息：在职
所在单位：材料科学与工程学院
学历：研究生(博士)毕业
学位：博士学位
毕业院校：上海交通大学
学科：材料学

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论文成果 当前位置： 中文主页 >> 科学研究 >> 论文成果
Maximizing ion accessibility in MXene-knotted carbon nanotube composite electrodes for high-rate electrochemical energy storage.nature communications.
Thermosensitive crystallization–boosted liquid thermocells for low-grade heat harvesting.science.
Author links open overlay panelMengmengZhangaWenjunZhangaNaishengJiangcDon N.Futaba*MingXu*.A general strategy for optimizing composite properties by evaluating the interfacial surface area of dispersed carbon nanotubes by fractal dimension.
Author links open overlay panelZhiyuanZhana1YunxiuMaa1JingRena1XiangGaoaLiuheLi*MingXu*.A new-structured nanocarbon cushion with highly impact-resistant properties.
Mengmeng Zhang Shaoli Fang Jun Nie Peng Fei Ali E. Aliev Ray H. Baughman Ming Xu.Self‐Powered, Electrochemical Carbon Nanotube Pressure Sensors for Wave Monitoring.
Author links open overlay panelYaxiongWangaXiangGaoaLingchangLiaMinWangcJianglanShui*MingXu*.High-capacity K-storage operational to ?40?°C by using RGO as a model anode material.
Zhaozhuang ChengZhaozhuang Cheng School of Materials Science,Engineering, State Key Laboratory of Material Processing,Die Mould Technology, Huazhong University of Science,Technology, Wuhan 430074, China More by Zhaozhuang Cheng , Yaxiong Wang, Wenjun Zhang*,Ming Xu*.Boosting Polysulfide Conversion in Lithium–Sulfur Batteries by Cobalt-Doped Vanadium Nitride Microflowers.
Author links open overlay panelShuyiSongaMingjingGuoaShashaZhangaKeZhanaYaYanaJunheYangaBinZhaoaMingXub.Plasma-assisted synthesis of hierarchical NiCoxPy nanosheets as robust and stable electrocatalyst for hydrogen evolution reaction in both acidic and alkaline media.
Ming Xu, Don N. Futaba, Takeo Yamada, Motoo Yumura.Don N. Futaba, Kenji Hata.Carbon Nanotubes with Temperature-Invariant Viscoelasticity from –196° to 1000°C.
Ming Xu, Don N. Futaba, Motoo Yumura,Kenji Hata.Don N. Futaba, Kenji Hata.Tailoring Temperature Invariant Viscoelasticity of Carbon Nanotube.
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性别：女
在职信息：在职
所在单位：材料科学与工程学院
学历：研究生(博士)毕业
学位：博士学位
毕业院校：上海交通大学
学科：材料学

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专利 当前位置： 中文主页 >> 科学研究 >> 专利
一种碳纳米管双面胶及其制备方法和应用.ZL.3.X,
一种基于电化学原理的自发电型压力传感器及其制备方法.ZL.0.X,
基于碳纳米管薄膜的可穿戴压力传感器及其制造方法.ZL9.4,
一种基于分形维数的碳纳米管分散状态的数值化表征方法.
一种多级结构碳纳米管/二氧化锡复合材料及其制备方法.发明,
阵列碳纳米管泡沫金属复合基板的制备方法及应用.发明,
一种高纯度碳纳米管导电浆料及其制备方法.发明,
一种基于分形维数的碳纳米管分散状态的数值化表征方法.
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性别：女
在职信息：在职
所在单位：材料科学与工程学院
学历：研究生(博士)毕业
学位：博士学位
毕业院校：上海交通大学
学科：材料学

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科研项目 当前位置： 中文主页 >> 科学研究 >> 科研项目
高度仿生多级结构碳纳米管粘附材料的制备及其在多种环境应用下的粘附机制研究,2020-01-01-2023-12-31
面向极端环境应用的碳纳米管增强金属基复合材料制备,
面向极端应用条件的纳米碳材料三维结构设计,
碳纳米管干胶超高/低温下的粘附性研究,
碳纳米管分布形态对复合材料宏观性能的影响及强化机制的研究,
纳米碳材料的三维结构制造及应用研发,
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性别：女
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所在单位：材料科学与工程学院
学历：研究生(博士)毕业
学位：博士学位
毕业院校：上海交通大学
学科：材料学

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授课信息
复合材料,秋学期/2019-2020/0/

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学历：研究生(博士)毕业
学位：博士学位
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授课信息 当前位置： 中文主页 >> 教学研究 >> 授课信息
复合材料,秋学期/2019-2020/
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学历：研究生(博士)毕业
学位：博士学位
毕业院校：上海交通大学
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获奖信息 当前位置： 中文主页 >> 获奖信息
第47届瑞士日内瓦国际发明展特别金奖,世界级,自发电型海啸预警器件,世界级,特别金奖,2019-04-15
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学位：博士学位
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材料科学与工程学院/材料学/2020
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