職　稱：研究員專家類別：碩士生導(dǎo)師部　門：炭材料研究部通訊地址：遼寧省沈陽市沈可區(qū)文化路72號，中國科學(xué)院金屬研究所，炭材料研究部簡歷2012.2-2013.2　澳大利亞昆士蘭大學(xué)有機(jī)光電子中心　訪問學(xué)者2012.9--　 金屬所國家實(shí)驗(yàn)室，炭材料研究部　項(xiàng)目研究員2007.9-2012.9　金屬所國家實(shí)驗(yàn)室，炭材料研究部　副研2003.11法國國家科研中心材料實(shí)驗(yàn)室　訪問學(xué)者2003.4-2007.9　金屬所國家實(shí)驗(yàn)室，炭材料研究部助研沈陽界面材料研究中心辦公室1999.3-2003.2　金屬所，材料學(xué)專業(yè)博士生1996.9-1999.3　東北大學(xué)，冶金與物理化學(xué)專業(yè)碩士生1992.9-1996.7　東北大學(xué)，冶金與物理化學(xué)專業(yè)　本科生研究領(lǐng)域碳納米管和石墨烯基薄膜材料的制備及其在柔性電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用研究；碳納米管和石墨烯復(fù)合材料的制備與應(yīng)用研究。承擔(dān)科研項(xiàng)目情況碳管透明導(dǎo)電薄膜制備與應(yīng)用研究：提出了一種超強(qiáng)酸溶脹預(yù)分散－碳質(zhì)副產(chǎn)物選擇性功能化自發(fā)分散方法，在無添加劑、且可保持單壁碳納米管結(jié)構(gòu)完整性的前提下,實(shí)現(xiàn)了單壁碳納米管在水和常用極性有機(jī)溶劑中的自發(fā)分散 。采用上述自發(fā)分散方法，利用無添加劑、高結(jié)構(gòu)完整性的單壁碳納米管分散液，制備出透明導(dǎo)電性優(yōu)異（透光率為82%和90%時表面電阻分別為76和133 Ω.sq-1）的單壁碳納米管薄膜，已達(dá)商用透明導(dǎo)電薄膜的要求。同時，設(shè)計(jì)組裝了自動噴涂設(shè)備，制備出具有優(yōu)異柔韌性的大尺寸透明導(dǎo)電薄膜。此外，在研究發(fā)現(xiàn)碳納米管在常壓下可被臭氧官能化并刻蝕的基礎(chǔ)上，建立了光刻─臭氧刻蝕圖形化碳納米管薄膜的方法，獲得了具有不同圖形的碳納米管薄膜。該方法快捷方便，三分鐘內(nèi)即可在常壓下實(shí)現(xiàn)碳管薄膜的圖形化，克服了等離子體刻蝕帶來的高成本、相對耗時的缺點(diǎn)。同時將該方法用于石墨烯透明導(dǎo)電薄膜的圖形化研究，不僅獲得了高精度的石墨烯薄膜圖形，還能調(diào)控石墨烯薄膜的電學(xué)性能，使其可在不同器件中獲得應(yīng)用。

單壁碳納米管的自發(fā)分散及其分散狀態(tài)表征與統(tǒng)計(jì) 單壁碳納米管在水中自發(fā)分散i) 0min，ii) 10min，iii) 1h，iv) 48h的照片)的原子力顯微鏡照片；c: 單壁碳納米管管束大小的統(tǒng)計(jì)圖，顯示分散液中的單壁碳納米管大多以單根或小管束的形式存在。利用自發(fā)分散單壁碳納米管噴涂法制備的大面積柔性透明導(dǎo)電薄膜

臭氧圖形化碳管薄膜過程示意圖及所得不同圖形的薄膜，標(biāo)尺為100 mm石墨烯薄膜的應(yīng)用基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)研究：建立了高效、低成本、大面積制備石墨烯薄膜的氫鹵酸還原方法，通過簡單的浸泡即實(shí)現(xiàn)了氧化石墨烯（GO）薄膜在較低的溫度下（≤100°C）的快速、高效還原，所得石墨烯薄膜的碳氧比可達(dá)12以上，體積電導(dǎo)率可以達(dá)到3×104 S/m，明顯優(yōu)于已有化學(xué)還原方法的效果。更重要的是，還原處理在去除薄膜層間含氧官能團(tuán)的同時，反應(yīng)產(chǎn)物以液相的形式從薄膜內(nèi)部析出，產(chǎn)生的毛細(xì)作用力使薄膜厚度明顯減小、結(jié)構(gòu)更加致密，提高了石墨烯片層之間的結(jié)合力，因此還原后得到的石墨烯薄膜在導(dǎo)電性、力學(xué)強(qiáng)度和柔韌性等方面都有了顯著的提高，解決了已有還原方法破壞薄膜結(jié)構(gòu)的瓶頸問題。在此基礎(chǔ)上，提出了“弱氧化—強(qiáng)剝離—后分離”的思路配制出具有良好印刷適性的石墨烯基墨水。建立了噴墨打�。瓪涞馑徇�原的方法制備出大面積、圖形化的石墨烯薄膜。打印所得的柔性電路在高頻下具有極低的阻抗值，有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)復(fù)雜的蝕刻工藝和昂貴的貴金屬粒子墨水用于印制無線射頻識別標(biāo)簽及柔性電路板等。此外，利用該方法，成功實(shí)現(xiàn)了柔性全碳晶體管的打印制備，所得晶體管開關(guān)比達(dá)到了104，遷移率為1~2 cm2 v-1 s-1，有望在柔性傳感器、柔性顯示等器件中獲得廣泛應(yīng)用。

還原前后薄膜狀態(tài)的變化：（a）還原前(GO)和（b）還原后(rGO)薄膜的光學(xué)照片；（c）還原前后薄膜的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；（d）還原后氧化石墨烯薄膜截面的SEM照片（a）采用“弱氧化—強(qiáng)剝離—后分離”的技術(shù)配制的GO墨水；（b）噴墨打印－氫碘酸還原的方法制備出大面積、圖形化的石墨烯薄膜及其（c）局部放大；（d）柔性全炭晶體管的制備及其（e）傳輸特性。

碳納米管和石墨烯復(fù)合材料的研究與開發(fā)：利用碳納米管高導(dǎo)電性、大長徑比及其易形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，采用干混預(yù)分散與熔融共混相結(jié)合的技術(shù)制備了具有顯著的電阻正溫度系數(shù)（PTC）效應(yīng)、室溫電阻低、循環(huán)穩(wěn)定性好的碳納米管/高密度聚乙烯（HDPE）PTC復(fù)合熱敏元件，有望在溫度傳感器、自控溫加熱器和過電流保護(hù)器等領(lǐng)域中獲得廣泛應(yīng)用。此外，為了降低石墨烯的添加量、節(jié)約成本，開發(fā)了乙醇輔助分散結(jié)合熱壓方法，制備出具有偏析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的石墨烯/HDPE復(fù)合材料，顯著提高了石墨烯的利用率，同時探討并比較了其與碳納米管導(dǎo)電復(fù)合材料在實(shí)際應(yīng)用中所面臨的挑戰(zhàn)。鑒于在碳納米管和石墨烯復(fù)合材料應(yīng)用方面的研究工作，應(yīng)邀撰寫了兩篇綜述論文“The present status and key problems of carbon nanotube based polymer composites”和“The fabrication, properties, and uses of graphene/polymer composites”，分別發(fā)表在eXPRESS Polym. Lett. 2007, 1(5): 253u2013273和Macromol. Chem. Phys. 2012, 213: 1060u20131077。碳納米管/HDPE復(fù)合PTC熱敏器件及其循環(huán)穩(wěn)定性乙醇輔助分散-熱壓法制備的具有偏析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)石墨烯復(fù)合材料的截面SEM照片（a）及其與多壁碳納米管（MWCNT）復(fù)合材料導(dǎo)電性能比較

代表論著

Y. Su, S.F. Pei,J.H. Du, W.B. Liu, C. Liu, H.M. Cheng*, Patterning flexible singleu2013walled carbon nanotube thin films by an ozone gas exposure method,Carbon2012 (Accepted).J.H. Du, H.M. Cheng,The fabrication, properties, and uses of graphene/polymer composites,Macromol. Chem. Phys.2012,213 (10-11):1060u20131077 (Invited review).Y. Zeng, L. Zhao, W. Wu, G. Lu, F. Xu, Y. Tong, W.B. Liu,J.H. Du, Enhanced adsorption of malachite green onto carbon nanotube/polyaniline composites,J. Appl. Polym. Sci. 2012, DOI: 10.1002/app.37947.Y. Suu2020,J.H. Duu2020, S.F. Pei, C. Liu, H.M. Cheng*, Contaminationu2013free and damageu2013free patterning of singleu2013walled carbon nanotube transparent conductive films on flexible substrates,Nanoscale2011, 3: 4571u20134574.Z. Weng, Y. Su, D.W. Wang, F. Li,J.H. Du, H.M. Cheng,Grapheneu2013cellulose paper flexible supercapacitors,Adv. Energy Mater.2011,1:917u2013922.J.H. Du*, L. Zhao, Y. Zeng, L.L. Zhang, F. Li, P.F. Liu, C. Liu, Comparison of electrical properties between multi-walled carbon nanotube and graphene nanosheet/high density polyethylene composites with a segregated network structure,Carbon2011, 49: 1094u20131100.W.B. Liu, S.F. Pei,J.H. Du*, B.L. Liu, L.B. Gao, Y. Su, C. Liu, H.M. Cheng*, Additive-free dispersion of single-walled carbon nanotubes and its application for transparent conductive films,Adv. Funct. Mater. 2011, 21: 2330u20132337.S.F. Pei, J.P. Zhao, J.H. Du*, W.C. Ren, H.M. Cheng*, Direct reduction of graphene oxide films into highly conductive and flexible graphene films by hydrohalic acids,Carbon2010, 48: 4466u20134474.Y. Zeng, P.F. Liu,J.H. Du, L. Zhao, P.M. Ajayan, H.M. Cheng, Increasing the electrical conductivity of carbon nanotube/polymer composites by using weak nanotubeu2013polymer interactions,Carbon2010, 48: 3551u20133558.S.F. Pei,J.H. Du*, Y. Zeng, C. Liu and H.M. Cheng*, The fabrication of a carbon nanotube transparent conductive film by electrophoretic deposition and hotu2013pressing transfer,Nanotechnology2009,20: 235707.J.B. Cheng,J.H. Du, S. Bai, Growth and mechanism of carbon microcoil with changing fiber crossu2013section shape,New Carbon Materials2009, 24(4): 354u2013358.(《新型炭材料》09年度青年優(yōu)秀論文)X.G. Chen, G.H. He,J.H. Du, S.F. Pei, J.D. Guo, Investigation on the thermal conductivity of HDPE/MWCNT composites by laser pulse method,Sci. China, Ser. E 2009, 52: 2767u20132772.D.M. Tang, C. Liu, F. Li, W.C. Ren,J.H. Du, X.L. Ma, H.M. Cheng, Structural evolution of carbon microcoils induced by a direct current,Carbon2009, 47: 670u2013674.X.B. Feng, G.X. Liao, W. He, Q.M. Sun, X.G. Jian,J.H. Du, Preparation and characterization of functionalizedcarbonnanotubes/poly(phthalazinone ether sulfone ketone)s composites,Polym. Compos.2009, 4: 365u2013373.X.B. Feng, G.X. Liao,J.H. Du, L.M. Dong, K.J. Jin, X.G. Jian, Electrical conductivity and microwave absorbing properties of nickel-coated multiwalledcarbonnanotubes/poly(phthalazinone ether sulfone ketone)s composites,Polym. Eng. Sci. 2008, 48: 1007u20131014.曾尤,趙龍,劉鵬飛,頡蓉,劉暢,基于弱相互作用的石墨化CNT/PMMA復(fù)合材料的輸運(yùn)性能，高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào)2010, 31(6): 1263u20131267.孫雪,方海濤,余慧龍,儲一,張寶友,頡蓉,王大偉,李峰，二氧化錫包覆多壁碳納米管的室溫氫敏性能,新型炭材料2010, 25(3): 218u2013224.張坤,頡蓉*,草酸摻雜磺化聚苯胺/多壁碳納米管復(fù)合材料的制備與性能,炭素技術(shù)2010, 29: 10u201314.