专家信息:
黄立民,男,1970年4月生,江苏人,南方科技大学化学系教授,树仁书院副院长。
教育及工作经历:
1991年,获得复旦大学应用化学学士学位。
1994年,获得复旦大学物理化学硕士学位。
1997年,获得复旦大学物理化学博士学位。
1997年至2000年,复旦大学,讲师。
2000年至2002年,美国加州大学河滨分校,博士后研究员。
2002年至2005年,美国哥伦比亚大学,博士后研究员。
2005年至2009年,美国哥伦比亚大学,助理研究员。
2009年至2011年,美国纽约城市大学,研究员。
现任南方科技大学化学系教授。
学术兼职及社会任职:
1. 美国化学学会员。
2. 美国材料学会员。
3. 国际分子筛学会会员。
4. 南方科技大学湖北招生组组长。
5. 曾任哥伦比亚大学纳米研究中心副研究科学家、布鲁海文国家实验室客座研究人员(兼)和纽约城市大学能源研究所和城市学院化学系的高级研究科学家。
主讲课程:
本科生“物理化学”(全英文)。
培养研究生情况:
资料更新中……
招聘情况:
招聘条件:化学,材料科学或相关专业博士毕业; 熟悉金属,氧化物纳米粒子或介孔材料的合成和表征,具有扎实的电化学基础,熟悉电镜技术和电化学工作站的使用,对电化学生物传感器,太阳能或电池研究有经验者优先;具备优良的英文阅读、写作和口头交流能力,在国际SCI刊物发表过文章;工作认真负责,具有良好的沟通能力和团队合作精神。
研究方向:
1. 纳米材料,催化,能源,生物传感。
2. 单分散纳米金属和氧化物、 纳米介电材料、纳米孔材料、碳纳米材料的合成、表征及其光、电、磁和催化性能。
3. 探索可实现大规模生产纳米材料的绿色合成方法。
4. 构建多功能纳米系统及其在能源利用,催化,环保,生物医学检测及柔性电子器件方面的应用。
承担科研项目情况:
1.“单壁碳纳米管的定向生长,表征及其在电子学方面的应用”。
2. “可打印单分散纳米材料的合成、表征,多功能纳米体系的构建, 应用及产品研发”。
3. 在纽约城市大学能源所和南科大工作期间,与哥伦比亚大学和加州大学伯克利分校的同行们合作从事美国能源部先进能源项目研究机构资助的 “Metacapacitors ”研发项目(1.57百万美元)。
科研成果:
1. 在哥伦比亚大学纳米中心工作期间,黄立民与IBM TJ Watson研究中心的科学家合作开发了以金属薄膜和介孔材料为基础的新型催化剂,乙醇为碳源的定向合成独立单壁碳纳米管的化学气相沉积方法,成功地合成出厘米级长度的可定位定向,可自由悬空的独立单壁碳纳米管,这使得哥伦比亚大学纳米中心成为世界上首批掌握该定向合成技术的研究中心,获得了美国科学院院士、国际纳米权威Louis Brus教授的高度赞誉。
2. 通过与布鲁海文国家实验室 (Brookhaven National Lab) 合作,成功地实现了用电镜和光谱技术对定向悬空的单根单壁碳纳米管进行原位表征,从而首次将碳纳米管的手性结构、电子学性能与光学性质关联起来看,让世界知晓可定位定向的单壁碳纳米管在构建多功能的纳米/微电子器件方面提供无可比拟的优越性。
3. 团队从理论上成功地建立了研究钙钛矿纳米晶体材料介电频率响应的理论模型,实验上首次设计合成了可打印、可聚合的钙钛矿复合氧化物纳米晶体溶液,全面提升纳米介电薄膜的介电性能和机械强度。该项成果为开发可快速打印高介电常数纳米材料薄膜技术及其在LED照明、电容储能、纳米发电和柔性有机电子学等方面的应用,提供了广阔的工业化前景。
4. 由黄立民课题组开发合成的系列性能可调的稳定的钙钛矿型复合氧化物纳米晶体及其溶液的绿色技术,可应用于大规模的合成。基于这种稳定的溶液,课题组已经着手开发一种可编程控制的打印(包括3D打印)技术,在常温/低温下可以实现高通量地定点沉积纳米功能体系,该技术尤其匹配于在柔性载体上有机电子器件的构建。该复合材料也可用于燃料电池和太阳能转化的电极材料和电催化剂,目标是以其稳定高效及价廉等优异性能取代昂贵的贵金属催化材料,开辟广阔的应用前景。
发明专利:
已获授权或申请美国专利6项,国际专利2项和中国专利2项。
1.“有关乙醇为碳源定向合成单壁碳纳米管技术”获得美国专利,并已转让给美国Adesso Biosciences公司,成功地实现了单壁碳纳米管纳米技术用于分子诊断的产业化。
资料更新中……
在国际国内刊物上已发表文章80篇(包括3篇Science),文章已被他人引用3700次以上,h指数为36。参与国际会议交流报告57篇。
代表性论文:
1. Limin Huang, Shuangyi Liu, Barry J Van Tassell, Xiaohua Liu, Andrew Byro, Henan Zhang, Eli S Leland, Daniel L Akins, Daniel A Steingart, Jackie Li and Stephen O’Brien, Nanotechnology 2013, 24 415602 (14pp)
2. Shuangyi Liu, Limin Huang, Jackie Li, Stephen O'Brien, J. Appl. Phys. 2012, vol 112, 1, 014108
3. Limin Huang, Zhang Jia, Ioannis Kymissis, Stephen O’Brien. Advanced Functional Materials 2010, 20, 554.
4. Limin Huang, Zhang Jia, Stephen O’Brien. J. Mater. Chem. 2007, 17, 3863 (Invited feature article and cover).
5. Limin Huang, Brian White, Matthew Y. Sfeir, Mingyuan Huang, Henry X.M. Huang, Shalom Wind, James Hone, Stephen P. O’Brien. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 23, 11103.
6. Xuefeng Guo, Limin Huang, Stephen O’Brien, Philip Kim, and Colin Nuckolls. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15045
7. Matthew Y. Sfeir, Tobias Beetz, Feng Wang, Limin Huang, X.M. Henry Huang, J. Hone, Stephen P. O’Brien, J.A. Misewich, Tony F. Heinz, Yimei Zhu, Louis E. Brus. Science 2006, 312, 554.
8. Xuefeng Guo, Joshua P. Small, Jennifer E. Klare, Yiliang Wang, Meninder S. Purewal, Iris Tam, Byung Hee Hong, Robert Caldwell, Limin Huang, Stephen O’Brien, Jiaming Yan, Ronald Breslow, Shalom J. Wind, James Hone, Philip Kim, and Colin Nuckolls. Science 2006, 311, 356.
9. Limin Huang, Zhuoying Chen, James Wilson, Richard D. Robinson, Sarbajit Banerjee, Irving P. Herman, Robert Laibowitz and Stephen P O’Brien. J. Appl. Phys. 2006, 100, 034316.
10. Matthew Y. Sfeir, Feng Wang, Limin Huang, Chia-Chin Chuang, J. Hone, Stephen P. O’Brien, Tony F. Heinz, Louis E. Brus. Science 2004, 306, 1540.
11. Limin Huang, Xiaodong Cui, Brian White, Stephen P. O’Brien. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16451.
12. Limin Huang, Xiaodong Cui, Gordana Dukovic, Stephen P. O’Brien. Nanotechnology 2004, 15, 1450.
13. Limin Huang, Shalom J. Wind, and Stephen P. O’Brien. Nano. Letters. 2003, 3, 3, 299.
14. Limin Huang, Huanting Wang, Zhengbao Wang, Anupam Mitra, Krassimir N. Bozhilov, and Yushan Yan. Adv. Mater. 2002,14,61.
15. Limin Huang, Zhengbao Wang, Huanting Wang, Anupam Mitra, and Yushan Yan. Chem. Mater. 2002, 14, 2, 876.
16. Limin Huang, Zhengbao Wang, Jinyu Sun, Lei Miao, Quanzhi Li, Yushan Yan and Dongyuan Zhao. J. Am. Chem. Soc. 2000,122, 3530-3531.
南方科技大学湖北招生组组长黄立民教授到夷陵中学讲学
1月9日下午三点,南方科技大学湖北招生组组长黄立民教授和彭中华老师到我校,学校高圣奉校长和田苹副校长与其面谈,听取了南方科技大学教授对该校及2014年招生措施的介绍。
南方科技大学是国家教育部批准成立的全日制高等教育综合改革实验校,是深圳市高起点、高定位创办的一所创新型大学,于2011年3月实验班正式开班,以理工科为主,兼有部分文、管学科,现共有15大专业。其办学与传统高等院校办学主要有四点不同,一是以回答“钱学森之问”而设立的,旨在培养拔尖创新人才;二是以“一校一法”形式,保障依法自主办学;三是教授治校全面保障学术自由,去行政化;四是招生模式改革多层次选拔人才。比如采用631模式选拔人才,即高考成绩占60%,综合能力测试占30%,平时成绩占10%,特别是该校的综合能力测试,主要考查学生专注力、创造力、记忆力等,如7分钟内按顺序写出1至300的数字等。
下午四点,黄立民教授还在我校三楼学术报告厅为部分高一高二的学生做了40分钟的专场学术讲座《纳米技术的发展与运用》,从学术上介绍了纳米技术的产生,及在日常生活、科技、交通、军事等各个领域的运用。黄教授曾留学美国纽约,并在哥伦比亚任教12年,其深厚的学养、开阔的国际视野和幽默的讲解,引得同学们笑声不断,收获颇多。
随后,黄教授和彭老师还简短地为高三宏志班和县区班的同学们介绍了南方科技大2014年招生计划和办法。
我校2011届毕业生荆水为南方科技大学首届学生,目前在南科大表现优异,发展良好。
整个活动由学校教务处负责,适当地引进高校的学术讲座和招生宣传,是为了让学生更多地了解各类高等院校,利于同学们选择适合自己的院校。
来源:夷陵中学 2014-01-09
美籍华裔科学家、南方科技大学教授黄立民应邀来我校做科普讲座
12月23日上午,美籍华裔科学家、南方科技大学教授黄立民应邀来我校,为我校部分学生做了一场题为《纳米技术及应用》的科普讲座。纳米技术在能源、环保、新材料及生物医学等方面具有广泛的应用。黄教授在美国多年从事纳米技术的研究,取得了丰硕的成果,现任教于南方科技大学。黄教授用身边的案例、通俗的语言将同学们悄悄地带进了奇妙的现代科技前沿,激发了同学们的探索精神,提高了同学们的科学素养。
来源:湖北孝感一中 2013-12-24
荣誉奖励:
1. 2015年,荣获2014年“科学中国人年度人物”。
2. 2007年,美国材料研究学会最佳海报奖。
3. 2005年,被Marquis Who's Who系列收录。
4. 2005年,获上海市科技进步一等奖。
5. 1996年,获田氏奖。
6. 1993-1994年,获光华教育基金会奖学金。
7. 入选深圳市海外高层次人才“孔雀计划”。
南方科技大学化学系教授黄立民荣膺“科学中国人年度人物”
2015年6月26日,由《科学中国人》杂志社主办的“科学中国人年度人物颁奖典礼”在北京举行,146位科学家荣膺科学中国人(2014)年度人物。我校化学系教授黄立民荣获化工冶金与材料领域“科学中国人2014年度人物”称号,并作为获奖人代表上台发言。
146名获奖者中包括中国科学技术大学校长万立骏、矿床地质与矿产勘查学专家裴荣富等12位两院院士,以及“嫦娥二号”总设计师黄江川、水稻育种专家邓华凤、“天河二号”总指挥廖湘科等知名科学家。
“科学中国人年度人物”评选活动始于2002年,今年是第十三届。包括袁隆平、杨振宁、吴文俊、孙家栋、吴孟超等数百位为我国科技事业发展做出突出贡献的专家、学者、科技型企业家都获得过年度人物奖项。
本届年度人物评选以“影响力、创造力、转化力、责任感”为评选标准,历经征集候选人、提名、候选人网络公示、第三方评价体系评审、专家终审等5个环节。最终,包括化工冶金与材料、基础研究、医药卫生、信息技术与电子、土木水利与建筑等十个领域,共146位科学家荣膺科学中国人(2014)年度人物,近20位院士参加典礼并为获奖者颁奖。
据了解,黄立民教授在多孔材料、碳纳米管和可打印的胶体纳米晶等多个领域做出了创新性的工作,发表包括3篇Science在内的文章80多篇,相关研究获得了英国新科学家杂志、美国商业周刊等国际知名媒体的报道。由他参加并作为小组负责人开发的Metacapacitors项目被美国能源部先进能源项目研究机构(ARPA-e)选为七个下一代能源技术之一, 并获麻省理工技术评论报道(MIT Technology Review,2013)。
来源:南方科技大学化学系教授 2015-07-13
“执着”连通纳米材料与现实世界
——记南方科技大学化学系黄立民教授
上个世纪,钱学森院士曾经预言:“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点,会是一次技术革命,从而将是21世纪的又一次产业革命。”时光荏苒,在21世纪的今天,纳米技术基础理论研究和新材料开发等应用研究都得到了快速的发展,其产业化的进程也正如火如荼。
在中国,很多科学家在纳米材料领域做出了卓越的成绩,南方科技大学化学系黄立民教授就是他们中的一员,他拥有超过十五年关于纳米材料合成,表征和应用的研究经验,他在软模板技术与纳米晶体自组装,纳米多孔材料,单壁碳纳米管的定向生长、表征及其应用和可打印的钙钛矿纳米氧化物晶体等多个纳米研究领域作出了大量创新性的工作。
在神秘的纳米材料世界里,黄立民以他对纳米材料研究的执着追求连通起纳米材料与现实世界。
决意回国白手起家
要不是一次演讲,黄立民如今应该依然在美国安居乐业。
一次偶然的机会,黄立民在哥伦比亚大学遇到了朱清时,这位中国科学院院士,原中国科学技术大学校长正在进行一场关于创建南方科技大学(以下简称:南科大)的演讲。朱清时那番“改革,是南科大之魂,要办出一所不一样的大学”的话语令黄立民心底那份创业的想法再次掀起波澜。
一番联络之后,黄立民满怀热情的投入到了这场中国高等教育的改革当中,从此,“建设南科大”成了他的关键词。
2012年,黄立民初到南科大,当时全校仅有两栋办公楼,根本不可能有独立的办公室和属于自己的实验室。“也许我跟南科大有缘,我刚来不久,南科大就‘去筹’成功,拿到教育部‘准生证’的时候,恰好是我生日前夕。”
作为一所国内初创高校,教学和招生是不可回避的难题。对于工作,黄立民怀着极大的热情,义不容辞地承担了化学系“物理化学”的全英文教学、编写教学大纲和培养方案的工作。除此之外,他还连续3年担任湖北省招生组组长,3年间他几乎走遍了整个湖北的重点中学。
除了招生,实验的建设也离不开黄立民的亲力亲为。从图纸设计、施工,到通风厨的安装,事无巨细,他都全程参与。他把自己完全了投入了工作中,体验着这份创业的艰辛与喜悦。
辛苦的付出必然会换来满意的回报。经过两年的奋斗,南方科技大学已经改头换面,随着新校区的投入使用,目前,黄立民已经初步建设起了属于自己的科研实验室和研究团队。实验室条件已经初具规模,可以和在美国的实验室条件相媲美,从材料的合成,器件的构建和性能的测试等都基本可以在自己的实验室里完成,学校的公共测试平台也开始着手建立。
最让他感到欣慰的是,在克服了科研上的种种困难后,黄立民的科研团队终于开始在Nature出版社的Scientific Reports上发表文章了。
醉心科研成果显著
在奇妙的纳米世界里,碳纳米管是最具代表性的材料之一。它以具有独特的结构、优异的性能和广阔的应用前景,成为全世界科学家都在关注和追寻的焦点。
“单壁碳纳米管的定向生长,表征及其在电子学方面的应用”是黄立民的研究课题之一。
在哥伦比亚大学纳米中心工作期间,黄立民与IBM TJ Watson研究中心的科学家合作开发了以金属薄膜和介孔材料为基础的新型催化剂,乙醇为碳源的定向合成独立单壁碳纳米管的化学气相沉积方法,成功地合成出厘米级长度的可定位定向,可自由悬空的独立单壁碳纳米管,这使得哥伦比亚大学纳米中心成为世界上首批掌握该定向合成技术的研究中心,获得了美国科学院院士、国际纳米权威Louis Brus教授的高度赞誉。
在此基础上黄立民通过与布鲁海文国家实验室 (Brookhaven National Lab) 合作,成功地实现了用电镜和光谱技术对定向悬空的单根单壁碳纳米管进行原位表征,从而首次将碳纳米管的手性结构、电子学性能与光学性质关联起来看,让世界知晓可定位定向的单壁碳纳米管在构建多功能的纳米/微电子器件方面提供无可比拟的优越性。
“可打印单分散纳米材料的合成、表征,多功能纳米体系的构建, 应用及产品研发”是黄立民的又一研究课题。
在纽约城市大学能源所和南科大工作期间,黄立民与哥伦比亚大学和加州大学伯克利分校的同行们合作从事美国能源部先进能源项目研究机构资助的 “Metacapacitors ”研发项目(1.57百万美元),主要领导其中可打印钙钛矿氧化物纳米晶体的合成,器件制造及介电性能测试的工作。
经过不断的努力,黄立民团队从理论上成功地建立了研究钙钛矿纳米晶体材料介电频率响应的理论模型,实验上首次设计合成了可打印、可聚合的钙钛矿复合氧化物纳米晶体溶液,全面提升纳米介电薄膜的介电性能和机械强度。该项成果为开发可快速打印高介电常数纳米材料薄膜技术及其在LED照明、电容储能、纳米发电和柔性有机电子学等方面的应用,提供了广阔的工业化前景。
进入南方科技大学后,黄立民将研究方向侧重于开发可打印的复合金属氧化物纳米技术,在此基础上开发基于有机-无机强结合的新型多功能纳米体系,并探索其在催化、能源、电子和生物医学诊断方面的应用。
由黄立民课题组开发合成的系列性能可调的稳定的钙钛矿型复合氧化物纳米晶体及其溶液的绿色技术,可应用于大规模的合成。基于这种稳定的溶液,课题组已经着手开发一种可编程控制的打印(包括3D打印)技术,在常温/低温下可以实现高通量地定点沉积纳米功能体系,该技术尤其匹配于在柔性载体上有机电子器件的构建。该复合材料也可用于燃料电池和太阳能转化的电极材料和电催化剂,目标是以其稳定高效及价廉等优异性能取代昂贵的贵金属催化材料,开辟广阔的应用前景。
在推动实验室成果产业化方面,黄立民“有关乙醇为碳源定向合成单壁碳纳米管技术”获得美国专利,并已转让给美国Adesso Biosciences公司,成功地实现了单壁碳纳米管纳米技术用于分子诊断的产业化。目前,他正与纽约城市大学,哥伦比亚大学,普林斯顿大学和加州大学伯克利分校的教授们创立Metacapacitors公司,共同开发可实现高效节能固态照明的新型LED的驱动器。
积极交流勇于推销
多年的科研工作中,黄立民一向推崇“走出去”的原则,他常常对团队成员说:“要敢于向外界展现自己,努力把自己‘推销出去’。”
黄立民自己就一直勇于“走出去”,当年在复旦大学读博士,一毕业就在国家自然科学基金的资助下去美国巴尔的摩参加了国际分子筛会议和国际介孔材料研讨会,那时候国内出国开会的人还寥寥无几,机会难得,会上,黄立民一次就做了两个口头报告。出国后,他坚持在国际会议上做口头报告。
提到报告经验,黄立民总结道:“作报告就像做推销,从PPT的准备到演讲时的语言、语调、内容的逻辑性和前后关联、甚至时间的控制上都要精心准备,一定要钻研内容,突出要点,才能在短短的15分钟内给大家一个影响深刻且‘跟得上,听得懂’的报告。”
当然报告不仅仅是报告,还是一场交流,用黄立民的话来说,“开会是个交流新思想,结交新朋友,拓展自己社交圈子的好机会,一定要走出去,敢讲多讲,不要怕自己英文不好。自己人扎堆讲中文是最要不得的,因为别人一看你们扎堆讲自己的语言,就不过来跟你交流了,你就丧失了很多走出去和别人交流的机会。当然我自己也有这个惯性,所以时时刻刻提醒自己一定要注意。”
黄立民,南方科技大学化学系教授,树仁书院副院长。1997年获复旦大学理学博士学位;2000~2005年先后在美国加州大学河滨分校和哥伦比亚大学完成博士后研究,之后历任哥伦比亚大学纳米研究中心副研究科学家、布鲁海文国家实验室客座研究人员(兼)和纽约城市大学能源研究所和城市学院化学系的高级研究科学家。主要研究纳米材料及其在能源、电子和生物医学诊断等方面的应用,在国际国内刊物上已发表文章75篇(包括3篇Science),文章已被他人引用3500次以上,h指数为36。参与国际会议交流报告57篇。已获授权或申请美国专利6项,国际专利2项和中国专利2项。获得过美国材料研究学会的最佳墙报奖(2007)和上海市科学技术进步奖一等奖(2005)。他是美国化学学会,美国材料学会和国际分子筛学会的会员。
来源:科学中国人 2015年第1期
黄立民:把纳米从纽约“种”到深圳
科研风向吹何处,远瞩前方路。毫微虽不入双眸,威力撼天动地,露锋头。 缘由少壮心中爱,风雨情犹在。他乡钻劲又多年,名遂功成难阻,志绵延。——《虞美人》
“有一次回江苏老家,遇见一位老乡,他笑着跟我说,现在的江苏农民都不种大米了,改‘种’纳米了!”7月28日,接受晶报记者采访的南方科技大学化学系教授黄立民说到这里,忍不住笑了出来——今年6月26日,由《科学中国人》杂志社主办的“科学中国人年度人物颁奖典礼”在北京举行,146位科学家荣膺科学中国人(2014)年度人物。45岁的“种”纳米行家黄立民,获得化工冶金与材料领域“科学中国人2014年度人物”称号。卷首《虞美人》,说的正是这位创新豪杰。
实验室“泡”的是创新与挑战
曾在哥伦比亚大学纳米研究中心、美国布鲁赫文国家实验室、IBM沃森研究中心和纽约城市大学能源研究所等著名研究中心驻足的黄立民,参加过的纳米研究不计其数。据统计,黄立民已发表和合作发表包括3篇Science在内的论文80多篇,已获授权美国专利1项和中国专利2项,已公开关于纳米材料的美国专利6项和国际专利2项。
“理工男的生活就是从早到晚泡实验室。”黄立民笑着,回忆起自己与纳米的最初缘分——1987年,黄立民考入复旦大学化学系,并在那里完成了学士、硕士和博士阶段的学习。“其实考大学的时候还没有什么概念,虽然分数高出录取分数线近50分,但还是没能考入当时炙手可热的遗传工程专业,最后进了化学系。通过一段时间的学习,我开始慢慢喜欢上化学。”黄立民说,当时主要攻读的是化工领域的催化研究。
除了理论学习,黄立民最常做的就是泡实验室。他告诉记者,在读书期间,自己经常参与一些催化剂分析的研究项目,如从石化研究院领到国外的催化剂,对它们做分析和改进。
“泡实验室、搞科学研究很有意思。因为每一次都有创新和挑战,研究成功后获得的成就感让我非常享受。如果每天重复同样的事就有点枯燥了。”黄立民道出了对科研的热爱。他透露,尽管催化剂是自己读书期间的研究领域,但当时内心最感兴趣的还是材料领域。
2000年,黄立民在获得复旦大学理学博士学位后,前往美国加州大学河滨分校深造。从那时起,他开始逐渐把研究方向转至材料领域,其中包括纳米材料在新能源、新材料方面的应用。
用熟悉征服陌生而获国际权威认可
2002年,黄立民转至哥伦比亚大学继续学习,在纽约一呆就是10年。“人们常说,在纽约生活了10年及以上的人就可以被称作是New Yorker。从时间上来看,我也是一名不折不扣的New Yorker了。”对纽约,黄立民有着许多美好的记忆,包括深造学习、结识朋友、建立家庭,还有对纳米材料与技术的深入研究。
早在2000年1月,美国前总统克林顿宣布“国家纳米技术计划”(NNI)。自此,纳米技术成为美国科研的新热潮。借着政策的东风,黄立民也开始参与纳米技术的研究。黄立民在加入哥伦比亚大学后不久便接到美国国家科学自然基金的一个项目——单壁碳纳米管的合成。
从未做过碳纳米管研究的黄立民在面对新项目时并没有乱了阵脚,而是利用自己擅长的领域,通过半年的反复试验,成功设计出一种催化剂,并用化学气相沉积法定向合成单壁碳纳米管。据他介绍,这种可定位定向、可自由悬空的独立单壁碳纳米管甚至可延伸至几厘米长,获得了国际纳米权威认可。
“以前碳纳米管的合成往往是杂乱无章,应用起来也相当繁琐。利用这种催化剂可在合成过程中进行控制,这对之后的实际应用起到非常有利的帮助。”黄立民以电子器件的应用为例指出,在同一根可控的单壁碳纳米管上可做出上千个器件,它们具备相同的尺寸,均一的、稳定的性质,由此减少了生产的成本。除用于电子器件,碳纳米管还广泛应用在复合材料中,增加材料的导电、导热性能。
黄立民表示,在当时,哥伦比亚大学属于世界上首批掌握定向、定位碳纳米管技术的研究中心。2013年,定向碳纳米管生长技术用于分子传感获得美国专利,2014年,该研究成果授权美国一家企业使用进行产业化。
纳米墨水造就可弯曲屏幕新时代
近年来,可弯曲的屏幕作为新鲜的科技产品逐渐走入大众视线。苹果公司曾被报道正研发可弯曲的iPhone产品,瞬间引发热议。而三星电子和LG电子也陆续推出了曲面屏幕的智能手机产品。
“柔性显示器是造就可弯曲屏幕的重要组成,现有的可弯曲屏幕显示成分常用的是有机半导体,使用高介电常数的纳米材料会让有机半导体制成的晶体管性能更好。”黄立民表示,使用纳米材料可降低工作电压,提高晶体管的性能并达到节能的效果。
分析纳米材料,合成纳米颗粒是黄立民在美国开启的另一个研究项目。据他介绍,合成的纳米颗粒可制作成纳米晶墨水,借助包括3D打印机在内的各种打印技术,直接生产出具有高介电性能的薄膜,能直接适用于柔性器件,即制作可弯曲的显示器。此外,它还可以利用其压电性能,把机械震动能转化为电能收集起来,起到产能的作用。打印介电材料用作新型LED驱动器中的储能电容是纳米晶墨水的另一应用,该项目被美国能源部先进能源项目研究机构(ARPA-e)选为七个下一代能源技术之一。
“我这儿还有一瓶这种墨水,墨水中含有大量约10纳米大小的纳米颗粒,性质非常稳定,在我这儿放了两三年也没发生沉淀。”黄立民站起身,打开身旁的书柜,从里面取出一个装有红褐色透明液体的小瓶子给记者介绍:“一般的纳米材料合成之后容易团聚,性质不稳定,但我们开发出来的这种纳米颗粒不会团聚,能稳定地分散在溶剂里,经过测试,放置两年左右都没有问题。”
黄立民表示,纳米颗粒作为高介电常数材料的一大好处在于其生产和加工对环境温度的要求较低。工业上广泛使用的氧化铪(HfO2)也是一种高介电常数材料,但它必须在真空和高温的条件下生产,这并不适合在柔性器件上使用,尤其不适合在遇热熔化的塑料上做显示器。“纳米晶墨水在室内常温下就可以打印,而且不需要复杂的设备,还能大规模生产。”黄立民相信,纳米颗粒将会成为未来的发展趋势。
2012年,黄立民回到国内,带着已持续了5年的纳米颗粒研究一同入驻深圳。他希望,通过改进方法,使之达到大规模生产,合成更为稳定的纳米墨水。
“纽约客”化身“深圳客” 是园丁亦是科研员
黄立民结缘深圳,缘于2011年原南方科技大学校长朱清时在纽约哥伦比亚大学的一次演讲。
当时,正在寻找回国创业机会的黄立民,是听众中的一员。“听了朱清时教授的演讲后,就对这个学校产生了兴趣。后来我就主动跟学校联系,经过几次接触后,最终确定下了任教的事。”黄立民说。
2012年,黄立民正式加入南方科技大学,任职该校化学系的正教授,给本科生全英文讲授“物理化学”“纳米材料合成与应用”等课程,并指导学生完成“物理化学实验”。在国内生活的日子里,他一边教书,一边埋头于未完成的研究项目,将实验室从纽约“搬”到了深圳。
在黄立民看来,到深圳是一个正确的选择。“中国对新材料、新能源的重视程度与美国差不多,而且现在提倡万众创新,正好是海外人才回来的好时机。因为国内有更多发展的机会,尤其是在深圳。”黄立民指出,深圳不但有强烈的知识产权意识,还具备国内最好的创新创业环境,这与美国硅谷非常相似。
“我们团队研究纳米已经有很长时间了,我希望在未来,能把纳米技术利用在新能源、生物医药方面,研发出一个大众能够接受的可用的产品。”黄立民感慨道,希望在这种优秀的大环境下,出现更多、更好的中国创造。
来源:深圳新闻网 2015-07-30