中空纳微材料的可控合成与应用

课程编码：180210081703P3001H 英文名称：Controllable Synthesis and Applications of Hollow Nano-Micro Materials 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业课 主讲教师：杨乃亮

本课程是生物工程、化学工程、化学、材料等专业的基础课。本课程是一门涉及生化工程、催化工程、应用化学、无机化学、材料化学、能源与环境的综合交叉课程。其既可以作为专业基础课程，学习最新的纳米、介尺度、微米材料制备技术，亦可了解纳米材料最新的应用动态，尤其是可以掌握最新的纳微材料、材料工程发展前沿。通过学习，要求学生了解纳微材料的可控制备方法；了解中空纳微材料的优势；了解材料工程、纳米材料的高级结构在生物、能源、环境、化工等领域的应用；尤其是了解其在绿色清洁能源、生物医药等热点方向的应用需求；能针对需求选取合适的材料设计思路。

无机化学、仪器分析

第一章 绪论 中空纳微材料简介 3.0学时 杨乃亮
第1节 课程简介
第2节 自然界的中空结构
第3节 中空结构的独特属性
第二章 纳米材料的基本属性及合成方法 7.0学时 杨乃亮
第1节 自然界中的纳米材料
第2节 纳米材料的基本属性
第3节 纳米材料的固相合成策略
第4节 纳米材料的液相合成策略
第三章 纳米材料的表征技术 5.0学时 杨乃亮
第1节 电子显微技术
第2节 扫描探针技术
第3节 技术联用：单原子表征
第四章 中空纳微复合材料的合成方法 15.0学时 杨乃亮
第1节 硬模板法
第2节 次序模板法
第3节 软模板法
第4节 自模板法
第5节 自组装法
第五章 中空纳微材料在超级电容器中的应用 6.0学时 杨乃亮
第1节 电容器简介
第2节 超级电容器基本概念
第3节 中空结构超级电容器电极材料
第4节 超级电容器科学前沿
第六章 中空纳微材料在储能电池中的应用 9.0学时 杨乃亮
第1节 电化学储能基础
第2节 中空纳微材料在锂电池中的应用
第3节 锂电池的现状与发展
第4节 中空纳微材料在钠电池中的应用
第5节 中空纳微材料在钾电池中的应用
第七章 中空纳微材料强化的能量转化与物质传递 5.0学时 杨乃亮
第1节 太阳能的捕获与利用
第2节 药物释放载体
第3节 时空顺序与动态智能材料

杨乃亮，中国科学院过程工程研究所研究员，博士生导师，中国科学院粉体材料技术重点实验室副主任，生化交叉研究部主任。2007年于中山大学化学与化学工程学院取得理学学士学位，随后于2013年在中国科学院大学过程工程研究所获得化学工程博士学位。随后先后赴法国皮埃尔-玛丽居里大学和新加坡南洋理工大学开展博士后研究，并于2018年引进回到中国科学院过程工程研究所开展科研工作。
杨乃亮的研究主要围绕二维纳米材料的合成与组装展开，通过复合、修饰及掺杂等手段调节材料的表面电子态，利用材料间的协同作用拓展材料在能源、催化及生物领域的应用。迄今为止，杨乃亮已发表SCI论文70余篇，其中包括Nat. Chem.，Nat. Rev. Chem., Nat. Commun., Chem, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Adv. Mater., ACS Nano,等。论文总计他引7900余次，单篇最高他引次数达800余次，并且11篇文章入选ESI “高被引论文”， 2篇文章入选ESI “热点论文”，并独立撰写一本英文学术专著（Springer出版社），并于2014年获得中科院优秀博士论文奖；先后主持国家自然科学基金委重大研究计划重点项目，北京市杰出青年基金；长期担任Adv. Mater., Small, Mater. Chem. Front.等多种国际期刊的独立审稿人，获得Materials Chemistry Frontiers优秀审稿人奖，《高等学校化学学报》青年编委突出贡献奖，《高等学校化学学报》高被引作者Top10；目前担任中国化学会青年委员会委员，《高等学校化学学报》、《SmartMat》青年编委。
王江艳，中科院过程工程研究所 研究员，博士生导师，入选国家“千人计划（青年组）”、中科院过程所“百人计划（过程杰青）”。2016年1月于中国科学院大学过程工程研究所获博士学位，2016年3月赴美国斯坦福大学开展博士后研究，2020年回国加入中国科学院过程工程研究所。致力于多级次微纳米材料的设计、合成及其储能性能研究。在Nat. Energy、Nat. Rev. Chem.、Sci. Adv.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Angew. Chem.等杂志发表SCI 论文近80篇，总引用8000余次，10篇高被引论文。申请中国专利6项，其中已获授权3项，另申请美国专利1项。作为共同完成人获北京市科学技术奖-自然科学奖-二等奖、中国颗粒学会自然科学奖一等奖等多项奖励。目前担任中国材料研究学会-青年工作委员会理事，《Materials Chemistry Frontiers》和《高等学校化学学报》等杂志青年编委。