导师团队
纳米及复合材料研究团队
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  • 所属院系:材料科学与工程学院
  • 所属专业: 材料学  、 材料与化工
  • 邮箱 : lyma@tju.edu.cn
  • 工作电话 : -

团队简介

Team Introduction

        团队多年来一直从事碳纳米相增强金属基结构与储能复合材料的基础研究,在金属基复合材料领域内具有较大影响力。团队成员共12人,其中教授6人(万人计划教学名师1人,国家杰青1人,国家级高层次人才计划1人,国家优青1人,天津市特聘教授1人),副教授/副研究员7人(英才副教授2人)。团队成员专业互补性强,实验与理论计算密切结合,年龄结构合理,学术道德和师德师风良好,业务水平和综合素质高,富有拼搏和创新精神,具备从事重大科研项目研究和培养优秀研究生的师资力量。        

        团队结构合理,青年人才成为中坚力量。团队有万人计划1人,国家杰青1人,国家级高层次人才计划1人,国家优青1人,天津市特聘教授1人,英才副教授1人。负责人何春年教授获国家杰青,天津市第四批中青年科技创新领军人才。赵乃勤教授入选国家万人计划,全国优博指导教师,国务院特殊津贴专家。何芳教授入选国家高层次人才。赵冬冬教授获国家优青。团队所有导师均有国外留学经历,理论基础扎实、国际视野宽广,勇于创新、关爱学生。团队曾获天津市131创新团队(2018年)、天津市自然科学一等奖(2022年)、天津市级教学成果一等奖(2022年),天津大学金牌活力实验室(2016年)、天津大学青年文明岗(2020年)、天津大学劳动竞赛十佳示范集体(2023年)。

        瞄准国家需求,承担国家重要课题。团队主要在新能源材料、金属及其复合材料领域开展创新研究。近两年主持国家科技部、基金委、军委、省部级项目等40余项,其中国家杰出青年基金项目1项、国家优秀青年基金项目1项、国家自然基金重点项目3项、国家重点研发计划项目主持1项/参与6项、国家自然科学基金面上/青年基金12项、军委自然基金重点项目1项。

        攻坚克难,成果丰硕。近五年团队在Nature Materials(1篇)、‌Chemical Reviews(1篇)、Chemical Society Reviews(1篇)、Progress in Materials Science(2篇)、Energy & Environmental Science(1篇)、Advanced Materials(2篇)、Acta Materialia(4篇)、Energy Storage Materials(7篇)、Advanced Functional Materials(4篇)、Nano Energy(2篇)、ACS Nano(1篇)、Nature Communications(1篇)、Angewandte Chemie International Edition(6篇)、Science China Materials(1篇)等“顶级”和“一流”学术期刊发表论文。近两年发表SCI论文90篇,授权/申请发明专利29项。由赵乃勤和何春年教授领衔的研究成果于2022年获天津市自然科学一等奖。

        提倡团队文化,合作氛围和谐。课题组坚持育人为本,立德树人的理念。提倡“家文化”。通过承担国家课题,培养学生爱国报国情怀.通过严格要求,培养严谨学风。通过自我管理,培养爱家爱组责任感。团队倡导的组训是“细节决定成败”(Small is big),使学生能由小见大,胸怀大志且脚踏实地。在这种文化倡导下,组里形成了团结协作,攻坚克难的良好风气。

        学生培养成绩突出。近五年,本团队培养100余名优秀毕业研究生,其中1人获天津大学十佳杰出青年,2人获天津大学优秀毕业生,16人获天津大学三好学生,17人获天津大学优秀学生干部,3人获博士/硕士研究生国家奖学金,3人获天津市优秀硕士学位论文,6人获“互联网+”大学生创新创业大赛市赛金奖。


  • 研究方向Research Directions
金属/碳界面热动力学,金属基复合材料的力学及储能性能,金属基复合材料及纳米材料的合成和应用,结构功能一体化复合材料,纳米能源材料合成与应用,材料性能模拟计算,多孔合金基复合材料设计、制造及其应用,高强高导金属基复合材料,3D打印
2. 机电结构优化与控制 研究内容:在对机电结构进行分析和优化的基础上,运用控制理论进行结构参数的调整,使结构性能满足设计要求。1. 仿生结构材料拓扑优化设计, 仿生机械设计 研究内容:以仿生结构为研究对象,运用连续体结构拓扑优化设计理论和方法,对多相仿生结构(机构)材料进行2. 机电结构优化与控制 研究内容:在对机电结构进行分析和优化的基础上,运用控制理论进行结构参数的调整,使结构性能满足设计要求。1. 仿生结构材料拓扑优化设计, 仿生机械设计 研究内容:以仿生结构为研究对象,运用连续体结构拓扑优化设计理论和方法,对多相仿生结构(机构)材料进行整体布局设计。 整体布局设计。
团队展示



项目情况

团队主要在新能源材料、金属及其复合材料领域开展创新研究。近两年主持国家科技部、基金委、XX、省部级项目等40余项,其中国家杰出青年基金项目1项、国家优秀青年基金项目1项、国家自然基金重点项目3项、国家重点研发计划项目主持1项/参与6项、国家自然科学基金面上/青年基金12项、XX自然基金重点项目1项。


近两年在研项目列表(部分):

[1] 国家自然科学基金杰出青年基金项目:原位生长碳材料增强金属基复合材料,400万元。

[2] 国家自然科学基金优秀青年基金项目:铝基复合材料组织与性能调控,200万元。

[3] 国家自然科学基金重点项目:连续石墨烯网络增强铜基复合材料的组织演变与变形机理研究,300万元。

[4] 国家自然科学基金重点项目:氧化物纳米颗粒弥散强化Al合金的设计制备与高温强化机制,230万元。

[5] 国家自然科学基金联合基金重点项目:晶内多维纳米相增强铝基复合材料构型设计及强塑化机制,300万元。

[6] 国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目:热力氧耦合作用下有机-无机复合气凝胶梯度微纳结构设计制备及其红外/雷达隐身协同调控机制研究,260万元。

[7] 国家重点研发计划项目:高性能三维纳米网络增强金属基复合材料的可控构筑与机制研究,2000万元。

[8] 国家重点研发计划项目:3D打印用高性能合金粉末高效雾化制备技术,子课题,40万元。

[9] 国家重点研发计划项目:高品质适航级钛合金粉末制备和3D打印技术开发及应用,子课题,60万元。

[10] 国家重点研发计划项目:高品质适航级钛合金粉末制备和3D打印技术开发及应用,子课题,38万元

[11] 国家重点研发计划项目:高性能三维纳米网络增强金属基复合材料的可控构筑与机制研究,子课题,50万元。

[12] 国家重点研发计划项目:高性能三维纳米网络增强金属基复合材料的可控构筑与机制研究,子课题,50万元。

[13] 国家自然科学基金面上项目:二维BN纳米片增强耐热铝基复合材料的宏微观结构调控与强化机制研究,58万元。

[14] 国家自然科学基金面上项目:纳米多孔高熵合金自氧化晶型遗传转化机制及其储能机理,58万元。

[15] 国家自然科学基金面上项目:多金属氧化物光阳极原位阳离子选择性置换调控及载流子输运优化机制研究,58万元。

[16] 国家自然科学基金面上项目:原位固相反应Al-CuO铝基复合材料时效行为与强韧化机理研究,54万元。

[17] 国家自然科学基金面上项目:石墨烯人工晶界的构筑及其对石墨烯/铜复合材料力学和功能特性的调控机理研究,50万元。

[18] 国家自然科学基金面上项目:MAX相纳米片网络增强耐热铜基复合材料的强化及导电机制研究,50万元。

[19] 国家自然科学基金面上项目:过渡金属硒化物基材料的可控制备及磁场辅助增强OER电催化性能研究,50万元。

[20] 国家自然科学基金面上项目:高熵合金一体式水电解电极设计、动态演化与活性再生机理,48万元。

[21] 国家自然科学基金青年基金项目:深冷激光冲击纳米化石墨烯网络/铜复合材料的耦合强韧化机理,30万。

[22] 国家自然科学基金青年基金项目,基于钠-二氧化碳电池的三维碳载锰基双金属原子催化剂的构建及转换机制研究,30万。

[23] 国家自然科学基金青年基金项目:基于原位合金化-复合化协同的激光增材制造ODS-Al组织演变及强韧化机理研究,30万元。

[24] XX自然基金重点项目: **,460万元。

[25] 第八届中国科协青年人才托举工程项目,30万。

[26] 天津市重点基金项目,陶瓷-沉淀相双增强铝基复合材料可控制备及强韧化机制研究,20万元。

[27] 天津市自然科学基金多元投入项目:增材制造高强韧铝合金稳定化制备及形性关联机理研究,6万元。

[28] 广东省重点研发项目课题,新型铜基复合材料的高效设计制备及其产业化,150万元。

[29] 云南省科技厅基础研究重点项目:MAX相纳米片网络增强银基电接触材料的制备与性能研究,100万元。


报考意向
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材料科学与工程学院
硕士研究生
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人才培养



研究成果

近五年发表论文情况(顶级、一流期刊):

[1] Xiang Zhang, Naiqin Zhao, Chunnian He. The superior mechanical and physical properties of nanocarbon reinforced bulk composites achieved by architecture design - A review. Progress in Materials Science, 2020, 113:100672.

[2] Xiang Zhang, Yixin Xu, Miaocao Wang, Enzuo Liu, Naiqin Zhao, Chunsheng Shi, Dong Lin, Fulong Zhu, Chunnian He. A powder-metallurgy-based strategy toward three-dimensional graphene-like network for reinforcing copper matrix composites. Nature Communications, 2020, 11(1):2775.

[3] Biao Chen, Dongliang Chao, Enzuo Liu, Jaroniec Mietek, Naiqin Zhao, Shi-Zhang Qiao. Transition metal dichalcogenides for alkali metal ion batteries: engineering strategies at the atomic level. Energy & Environmental Science, 2020, 13.

[4] Xudong Rong, Dongdong Zhao,Chunnian He,Chunsheng Shi, Enzuo Liu and Naiqin Zhao. Revealing the strengthening and toughening mechanisms of Al-CuO composite fabricated via in-situ solid-state reaction. Acta Materialia, 2021, 116524.  

[5] Yue Li, Rui Zhang, Biao Chen, Ning Wang, Junwei Sha, Liying Ma, Dongdong Zhao, Enzuo Liu, Shan Zhu, Chunsheng Shi, Naiqin Zhao. Induced construction of large-area amorphous Li2O2 film via elemental co-doping and spatial confinement to achieve high-performance Li-O2 batteries. Energy Storage Materials, 2022, 44: 285-295.

[6] Simi Sui, Haonan Xie, Ming Liang, Bochao Chen, Chunyang Liu, Enzuo Liu, Biao Chen, Liying Ma, Junwei Sha, Naiqin Zhao. “Three-in-one” multi-level design of MoS2-based anodes for enhanced sodium storage: from atomic to macroscopic level. Advanced Functional Materials, 2022, 32(16), 2110853.

[7] Bochao Chen, Jiawei Ding, Xiangren Bai, Hanwen Zhang, Ming Liang, Shan Zhu, Chunsheng Shi, Liying Ma, Enzuo Liu, Naiqin Zhao, Fang He, Wei Zhou, Chunnian He. Engineering pocket-like graphene-shell encapsulated FeS2: inhibiting polysulfides shuttle effect in potassium-ion batteries. Advanced Functional Materials, 2022, 32(14): 2109899.

[8] Xiaofeng Chen, Feng Qian, Xiangren Bai, Dongdong Zhao, Xiang Zhang, Jiajun Li, Chunnian He, Chunshen Shi, Jingmei Tao, Naiqin Zhao. Formation of the orientation relationship-dependent interfacial carbide in Al matrix composite affected by architectured carbon nanotube. Acta Materialia, 2022, 228, 117758.

[9] Ming Liang, Lishi Ma, Bochao Chen, Enzuo Liu, Chunsheng Shi, Chunnian He, Naiqin Zhao. Two Birds with One Stone: A NaCl-assisted strategy toward MoTe2 nanosheets nanoconfined in 3D porous carbon network for sodium-ion battery anode. Energy Storage Materials, 2022, 47: 591-601.

[10] Haichang Zhang, Rui Zhang, Fei Ding, Chunsheng Shi, Naiqin Zhao. Hydrogen bonding regulation enables indanthrone as a stable and high-rate cathode for lithium-ion batteries. Energy Storage Materials, 2022, 51: 172-180.

[11] Xiang Zhang, Dongdong Zhao, Rongrong Shi, Shaoqiang Zhu, Lishi Ma, Chunnian He, Naiqin Zhao. Investigations on the interface-dominated deformation mechanisms of two-dimensional MAX-phase Ti3Al(Cu)C2 nanoflakes reinforced copper matrix composites. Acta Materialia, 2022, 240, 118363.

[12] Rui Zhang, Biao Chen, Chunsheng Shi, Junwei Sha, Liying Ma, Enzuo Liu, Naiqin Zhao, Decreasing Interfacial Pitfalls Hydrogel with High Electrolyte Retention Capability and Synergistic Interface Engineering for Long-Lifespan Flexible Zinc-Air Batteries. Angewandte Chemie International Edition, 2023, 62(22): e202302640.

[13] Chaolong Wei, Yuehua Yang, Haibin Ma, Guangxin Sun, Xin Wang, Yaqi Cheng, Caiwei Zhang, Boon Siang Yeo, Chunnian He, Andrew Barnabas Wong. Nanoscale Management of CO Transport in CO2 Electroreduction: Boosting Faradaic Efficiency to Multicarbon Products via Nanostructured Tandem Electrocatalysts. Advanced Functional Materials, 2023, 33, 2214992.

[14] Haonan Xie, Biao Chen, Chunyang Liu, Guangxuan Wu, Simi Sui, Enzuo Liu, Guangmin Zhou, Chunnian He, Wenbin Hu, Naiqin Zhao, Engineering the interfacial doping of 2D heterostructures with good bidirectional reaction kinetics for durably reversible sodium-ion batteries. Energy Storage Materials, 2023, 60: 102830.

[15] Xudong Rong, Dongdong Zhao, Xiaofeng Chen, Xiang Zhang, Di Wan, Chunsheng Shi, Chunnian He, Naiqin Zhao, Towards the work hardening and strain delocalization achieved via in-situ intragranular reinforcement in Al-CuO composite. Acta Materialia, 2023, 256: 119110.

[16] Yuhan Ma, Rui Zhang, Liu Wang, Jiaxin Wu, Biao Chen, Yan Yu, Lingyun Li, Fang He, Chunsheng Shi, Naiqin Zhao, Chunnian He, Andrew Barnabas Wong, Self-healing polymer-based electrolyte induced by amorphous three-dimensional carbon for high-performance solid-state Li metal batteries. Energy Storage Materials, 2023, 61: 102893.

[17] Jiawei Ding, Rongrong Shi, Chuangchuang Gong, Chenxu Wang, Yue Guo, Tong Chen, Yijing Zhang, Hongwei Cong, Chunsheng Shi, Fang He, Defect engineering activates schottky heterointerfaces of graphene/CoSe2 composites with ultrathin and lightweight design strategies to boost electromagnetic wave absorption. Advanced Functional Materials, 2023, 33: 2305463 .

[18] Ming Liang, Hanwen Zhang, Biao Chen, Xiao Meng, Jingwen Zhou, Liying Ma, Fang He, Wenbin Hu, Chunnian He, Naiqin Zhao, A Universal Cross-Synthetic Strategy for Sub-10 nm Metal-Based Composites with Excellent Ion Storage Kinetics. Advanced Materials, 2023, 2307209 .

[19] Biao Chen, Simi Sui, Fang He, Chunnian He, Hui-Ming Cheng, Shi-Zhang Qiao, Wenbin Hu, Naiqin Zhao, Interfacial engineering of transition metal dichalcogenide/carbon heterostructures for electrochemical energy applications. Chemical Society Reviews, 2023, 52: 7802-7847.

[20] Xudong Rong, Yue Li, Xiaofeng Chen, Xiang Zhang, Dongdong Zhao, Chunnian He, Naiqin Zhao, Plain interface strategy toward the high corrosion performance of Al matrix composites. Science China Materials, 2023, 66(11):4295-4305.

[21] Bochao Chen, Zijia Qi, Biao Chen, Xin Liu, Huan Li, Xiaopeng Han, Guangmin Zhou, Wenbin Hu, Naiqin Zhao, Chunnian He, Room-Temperature Salt Template Synthesis of Nitrogen-Doped 3D Porous Carbon for Fast Metal-Ion Storage. Angewandte Chemie International Edition, 2023, 202316116.

[22] Yuhan Ma, Jiaxin Wu, Haonan Xie, Rui Zhang, Yiming Zhang, Enzuo Liu, Naiqin Zhao, Chunnian He, Andrew Barnabas Wong. The Synthesis of Three-Dimensional Hexagonal Boron Nitride as the Reinforcing Phase of Polymer-Based Electrolyte for All-Solid-State Li Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition, 2024, 63, e2023172.

[23] Ming Liang, Haonan Xie, Biao Chen, Hongye Qin, Hanwen Zhang, Jingyi Wang,  Junwei Sha,  Liying Ma,  Enzuo Liu, Jianli Kang, Chunsheng Shi, Fang He, Xiaopeng Han, Wenbin Hu, Naiqin Zhao, Chunnian He. High-Pressure-Field Induced Synthesis of Ultrafine-Sized High-Entropy Compounds with Excellent Sodium-Ion Storage.  Angewandte Chemie International Edition, 2024, 63, e202401238.

[24] Xiangren Bai, Haonan Xie, Xiang Zhang, Dongdong Zhao, Xudong Rong, Shenbao Jin, Enzuo Liu, Naiqin Zhao & Chunnian He. Heat-resistant super-dispersed oxide strengthened aluminium alloys. Nature Materials, 2024, 23: 747-754.

[25] Hanwen Zhang, Jianhui Fu, Alexandra Carvalho, Eng Tuan Poh, Jing-Yang Chung, Minjun Fenginzhu Chen, Bo Wang, Qiuyu Shang, Hengxing Yang, Zheng Zhang, Sharon Xiaodai Lim, WeiboGao, Silvija Gradeěak, Cheng-Wei Qiu, Jumpeng Lu, Chunnian He, Tze Chien Sum, Chomg HaurSow. Programmable Interfacial Band Configuration in WS2/Bi2O2Se Heterojunctions. ACS Nano, 2024, 18: 16832-16841.

[26] Simi Sui, Haonan Xie, Biao Chen, Tianshuai Wang, Zijia Qi, Jingyi Wang, Junwei Sha, Enzuo Liu, Shan Zhu, Kaixiang Lei, Shijian Zheng, Guangmin Zhou, Chunnian He, Wenbin Hu, Fang He, Naiqin Zhao. Highly Reversible Sodium-ion Storage in A Bifunctional Nanoreactor Based on Single-atom Mn Supported on N-doped Carbon over MoS2 Nanosheets. Angewandte Chemie International Edition, 2024, 63, e202411255.

[27] Yuxuan Wang, Yihao Cheng, Biao Chen, Jingwen Zhou, Haonan Xie, Yanchen Fan, Junwei Sha, Enzuo Liu, Fang He, Chunnian He, Wenbin Hua, Naiqin Zhao. p-band regulation guides the free-standing porous carbon electrode for efficient Na-CO2 batteries. Energy Storage Materials, 2024, 71: 103655.

[28] Yihao Cheng, Yuxuan Wang, Biao Chen, Xiaopeng Han, Fang He, Chunnian He, Wenbin Hu, Guangmin Zhou, Naiqin Zhao. Routes to Bidirectional Cathodes for Reversible Aprotic Alkali Metal-CO2 Batteries. ‌Advanced Materials, 2024, 36, 2410704.

[29] Jiawei Ding, Houjiang Liu, Chuangchuang Gong, Jin Cui, Yijing Zhang, Hongwei Cong, Chunnian He, Naiqin Zhao, Chunsheng Shi, Fang He. Dual-type heterogeneous interface design enables customized tuning of dielectric parameters of multifunctional, lightweight, flexible absorbers for broadband electromagnetic wave absorption. Nano Energy, 2024, 131: 110284.

[30] Guangxin Sun, Yimin Zhang, Haonan Xie, Ya He, Caiwei Zhang, Yukun Hu, Enzuo Liu, Chunnian He, Andrew Barnabas Wong. Harnessing in-situ oxidation of nanostructured mxene to modulate the electronic structure for improved selectivity for electrochemical carbon dioxide reduction. Nano Energy, 2024, 132: 110385.

[31] Zongfu Sun, Huawei Liu, Wen Li, Ning Zhang, Shan Zhu, Biao Chen, Fang He, Naiqin Zhao, Chunnian He. Advanced hard carbon materials for practical applications of sodium-ion batteries developed by combined experimental, computational, and data analysis approaches. Progress in Materials Science, 2024, 149: 101401.

[32] Kai Song, Houjiang Liu, Biao Chen, Chuangchuang Gong, Jiawei Ding, Tengfei Wang, Enzuo Liu, Liying Ma, Naiqin Zhao, Fang He. Toward Efficient Utilization of Photogenerated Charge Carriers in Photoelectrochemical Systems Engineering Strategies from the Atomic Level to Configuration. ‌Chemical Reviews, 2024, 124, 24: 13660–13680

[33] Xiaodong Ma, Junwei Sha, Biao Chen, Chunsheng Shi, Liying Ma, Naiqin Zhao, and Jianli Kang. Structurally Integrated 3d Vertically Porous Ni@NiOx(MnOx) Electrode for High-Performance Filter Electrochemical Capacitor. Energy Storage Materials. 75(2025) 104083.

[34] Jingyi Wang, Tongfeng Liu, Biao Chen, Zijia Qi, Haonan Xie, Guangxuan Wu, Liyang Xiao, Jingwen Zhou, Liying Ma, Fang He, Chunnian He, Wenbin Hu, Naiqin Zhao. Engineering the Catalytic Superlattices for Highly Reversible Sodium-Ion Storage with a High Compositional Conversion Degree. Angewandte Chemie International Edition. 2025, 64, e202425063.


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