祝渊 副教授 重大科学仪器

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祝渊

重大科学仪器创新中心   研究副教授,博导

中国计量学会热物性测量委员会   委员

南科大-博恩先进功能性电子材料联合实验室   主任

E-mail: zhuy3@sustc.edu.cn


主要从事热界面材料的应用研究,以及致力于开发低维材料各向异性热传导测量技术和低成本大面积微纳加工技术。


研究方向:

微纳尺度热传导测量与模拟;热管理材料(包括导热、绝热和储热材料等);微纳加工技术。

 

教育背景:

1999年9月     选入教育部直属全国理科班(上海华师大二附中)

2002年9月     免试进入清华大学材料科学与工程系

2006年7月     获清华大学材料科学与工程专业学士学位

2011年7月     获清华大学材料科学与工程专业博士学位


工作经历:

2009年5月至2010年2月    Research assistant,香港科技大学

2011年9月至2012年2月    Research associate,香港科技大学

2012年2月至2015年2月    讲师,中山大学

2014年9月至2015年10月  访问学者,美国加州大学圣迭戈分校

2016年1月至2017年2月    高级研究学者(孔雀计划),清华大学深圳研究生院

2017年3月-至今                南方科技大学创新创业学院,副教授、博导


所获荣誉:

孔雀计划C类人才

科技部“十三五”国家重点研发计划热管理专项专家组成员


主要成果及学术贡献:

1. 低维材料面内热导率测量热损耗精确解析方法

       发展了一种数学解析方法,针对片层或纤维等材料的面内或轴向热传导测量,可以精确的评估交流加热系统下的热耗散以及同时测定热扩散率、热导 和 热容。有关理论文章以唯一作者发表在热传导领域顶尖杂志《International  Journal of Heat and Mass Transfer》上,审稿人评价在理论上极具价值。基于上述数学解析方法,发展了一套实用测量技术,并与台湾瑞领 (Longwin)公司(曾任台湾热管理协会理事,为全球解热科仪领先供应商)合作开发商用化机型,目前已实现商业化,在全世界售出30余台。

2. 应用于吸入性热损伤防护的热交换系统及其支撑材料研究

       此需求由上海长海医院(原中国海军下属医院)烧伤科(烧伤科全国排名第一)和上海市消防局共同提出,目的为减少火灾中伤员吸入性热损伤。但现有防护面具尚不具备调控高温吸入气体温度的功能。开发了一种相变后不渗漏并且能够保持一定机械强度的相变复合材料,提出了直接使用高导热膨胀石墨复合相变材料构造换热器,从而将使用了四级系统(换热器、热电制冷模块,相变材料吸热层和风扇强制对流)的美国海军防护技术精简为一级结构,换热效率大大提升,且能在不需要电源的情况下持续使用20分钟以上。

      上述成果与长海医院烧伤科权威专家夏照帆院士共同署名通讯作者,发表于Applied Thermal Engineering。并且通过长海医院申请了军方保密性专利。

3. 高导热高热稳定热界面材料

       通过自主研发热界面复合材料中的粉体填料,实现了对粉体形貌和表面的丰富调控,从而突破了热界面材料过于依赖有机体系添加剂从而抗热震性能不佳的瓶颈。研发了系列耐热性能优异的高性能导热硅脂复合材料,热稳定性要大大超越道康宁(美)和信越(日)同类产品。系列产品已实现在Dell、HP等知名厂商PC上的应用。

4. 石墨烯基储能相变均热片

       通过发展各向异性填充体(如石墨片、石墨烯、碳纳米管、BN纳米片等)在复合过程中的取向技术,以及与相变储能材料相结合,开发出系列高散热效率的均热片材料,材料在多款主流(华为、中兴、小米等)手机以及可穿戴设备(小天才儿童智能电话手表等)上应用。为国际上石墨烯基储能复合材料首次实现大规模商业化应用。

5. 适用于喷雾燃烧合成的单液滴热分析系统测量原理研究

       借鉴传统喷雾干燥单液滴反应器,搭建了利用玻璃丝、热电偶等进行液相燃烧合成反应实施热分析的一套装置。利用这套装置,首次观察到氧化铟锡(ITO)体系的液相燃烧合成反应起始温度阀值在182.1℃。并且通过对反应温度随时间变化曲线,初步判断出该燃烧反应是分为初燃-爆燃两步进行的。这一发现对后期放大实验提供了宝贵的反应热动力学方面的依据。该成果发表于陶瓷领域权威杂志J Am Ceram Soc. 2018,1-6.,编辑亲自审稿,两天就无改接受,并且评价有很高的原创性。而借助该装置开发出的喷雾燃烧合成制粉法也在马鞍山科达普锐能源科技有限公司探索产业转化,用于高性能能源粉体的制备。

6. 低成本大面积纳米阵列结构体形貌调控和亚5纳米加工技术

       发明了适用于任何衬底的无需超净间的低成本大面积纳米阵列的制备技术。其中亚5纳米间隙图形化技术,最小间隙可实现1纳米,并可实现丰富的图形阵列,纳米结构体的形貌也大范围可调。制备的Ag纳米图形阵列,作为等离增强拉曼光谱(SERS)衬底,能够实现107级别的超高增强和10-9M的超低检出限。


在研项目:

1.基于铁电栅极材料的场效应光电器件国家自然科学基金面上基金

2.纵向高导热柔性聚合物基热界面材料设计与制备深圳市科创委

3.高导热石墨烯纤维纺丝及复合协同取向研究科技部国际合作

4.南科大-博恩先进功能性电子材料联合实验室横向:博恩实业

5.高性能层结构化封装材料研究横向:华为,清华

6.舰载智能化感应式控温吸入性损伤防护面具  横向:第二军医大学附属长海医院

7.界面特性对石墨烯复合材料的各向异性热传横向:清华深研院

8.热物性测量横向:烟台南山学院

9.各向异性高导热界面材料的研究横向:小墨热管理


发表论文:

已在 Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Advanced Optical Materials, The Journal of Physical Chemistry Letters, Scientific Reports, ACS Applied Materials & Interfaces, Nanoscale, Applied Physics Letters等国际期刊发表SCI论文51篇,其中一作/通讯作者论文27篇,总引用大于700次。申请专利30余项,授权15项,其中有包括材料和设备设计的6项专利技术实现商业化应用。

Selected publications: (* 通讯作者; # 共同一作)

1. Yuan,Zhu, Jie,Xiao, et. al., Applied Thermal Engineering, 2019,(155),631-636.

2. Chen Z, Zhu, Y*,#,, et. al., Journal of the American Ceramic Society, 2019,102:42-47.

3. Zhao C, Zhu, Y*, et al.,  Nanoscale, 2018,10: 16278-16283.

4. Su, LX; Zhu, Y, et. al., Journal of Materials Chemistry C,2018,6(29): 7776-7782.

5. Su  Yuquan,Zhu Yuan*, et. al., Journal of Physical Chemistry Letters, 2016, 7, 1484−1489. (Co-first)

6. Zhu Yuan*, International Journal of Heat and Mass Transfer, 2016 (92): 784-791.

7. Zhao, Chengchun; Zhu, Yuan*; et. al., Advanced Optical Materials, 2015 (3): 248.

8. Ji Xu, Zhu Yuan*, et al. Scientific reports, 2014 (4): 4185.

9. Su, Longxing; Zhu, Yuan*,#; et. al., ACS Applied Materials & Interfaces, 2014, 6 (16): 14152. (Co-first)

10. Chen Mingming, Zhu Yuan*, et al., Applied Physics Letters, 2013 (102): 202103.

11. Su Longxing, Zhu Yuan*, et al., Applied Physics Letters, 2013 (103): 072104.

12. Ji Xu; Zhu Yuan*; et al., Applied Physics Letters, 2014  (104): 242114.