蔡興科

蔡興科，男，博士，深圳大學研究員，專業方向為二維材料，碳納米管制備，組裝及套用。

基本介紹

• 中文名：蔡興科
• 學位/學歷：博士
• 職業：教師
• 專業方向：二維材料，碳納米管制備，組裝及套用
• 任職院校：深圳大學

個人經歷

教育背景:

2015，日本筑波大學，材料科學與工程，博士

2012，中國科學院金屬所，材料科學與工程，碩士

2009，中南大學，材料科學與工程，學士

工作經歷:

2016.09---2018.09，清華伯克利深圳學院/蓋姆石墨烯研究中心，助理研究員

2015.11—2016.05，加州大學美熹德分校，博士後

2012.08－2015.07，日本國立材料研究所，初級研究員

學術兼職:

中國儀器儀表學會常務委員

Advanced Materials, Energy Storage Materials, Carbon, Applied Physics Letters審稿人

研究方向

二維材料，碳納米管制備，組裝及套用

1. 二維氮化硼的新型製備方法探索和單壁碳納米管的手性控制

二維氮化硼是最為類似於石墨烯的材料，絕緣，抗氧化，耐酸鹼，導熱性好，導離子性好等，擁有廣泛的套用前景。然而不同於傳統石墨容易通過氧化或者還原插層剝離的方法實現規模化生產製備，氮化硼是目前絕對層狀材料，包括石墨，氮化硼，硫化物和硒化物等，中最難被剝離的材料。本課題的目標是能夠大規模的製備出超薄，大尺寸，高品質的二維氮化硼，實現其實際套用。

單壁碳納米管的手性是影響其導電性能的主要因素，傳統的方法控制手性主要通過採用高熔點的金屬化合物實現，或者通過限制催化劑在高溫生長過程中的形貌變化實現手性控制。本課題目標將是通過新的思路來實現單壁碳納米管手性控制。

2. 新型二維氧化物單層和氫氧化物單層納米片的剝離製備，組裝及新套用

二維氧化物單層是佐佐木高義教授在90年代發明的質子交換法剝離層間含有鹼金屬的層狀材料首次得到。到目前已經有包括鈦基，鈮基，錳基，釕基，鈷基，鉬基等一系列的二維單層氧化物被製備出來。目前對於該類材料套用開發仍然處於初始階段，我們將主要集中但不限於氣體分離，氣體感測，電催化套用。其他套用如柔性電池，LED發光等將與相關單位合作完成性能測試。

3. 柔性電池套用與開發

柔性電子設備以及柔性可穿戴設備的飛速發展對電源設備提出了更高的要求，製備出兼具高安全性和高能量密度的柔性電池對柔性電子設備以及柔性可穿戴設備的發展尤為重要。目前電池的各組成構件並不都具備很好的柔韌性，且電池能量密度較低，因此不能滿足套用的需求。相比傳統電池，柔性電池的使用場景更為苛刻，往往會遭受頻繁的拉伸、摺疊、彎曲等形變作用，很容易造成電池內部正負極組件的短接，從而引發嚴重的安全性問題。此外，隨著柔性電子設備和柔性可穿戴設備對柔韌性、可拉伸性的要求，實現柔性電池的柔韌可拉伸也十分必要。基於此，本課題目標是利用製備的二維材料或者碳納米管開發兼具高安全性和高能量密度的全柔性可拉伸鋰離子電池。

學術成果

學術報告及會議：

2019.04, 第二屆電子元器件關鍵材料與技術研討會，桂林，中國

2019.01, 第一屆先進二維材料、器件及發展趨勢研討會，深圳，中國

邀請報告，二維材料大規模製備及異質組裝

2018. 05，第2屆電化學儲能及新型炭材料研討會，海南，中國

邀請報告，二維材料宏量剝離製備及組裝

論文:

1.X. Cai, L. Yin, N. Sakai, D. Liu, C. Teng, Y. Ebina, R. Ma, T. Sasaki. Photocharge trapping in two-sheet heterostructures fabricated from colloidal two-dimensional materials, submitted.

2.X. Cai, J. Liu, L. Yu, J. Xi, X. Zou, M. Köpf, T. Nilges, F. Kang, A. Geim, H. Cheng, B. Liu. Mass Production of Two-Dimensional Materials by Intermediate-Assisted Grinding Exfoliation, in revision.

3.Shuai Liu, Dongqing Liu, Shuwei Wang, Xingke Cai, Kun Qian, Feiyu Kang, Baohua Li. Understanding the Cathode Electrolyte Interface Formation in Aqueous Electrolyte by Scanning Electrochemical Microscopy, Journal of Materials Chemistry A, 10.1039/C9TA03199E.

4.Jiaman Liu, Liwei Yu, Xingke Cai, Zhengyang Cai, Qiangmin Yu, Lei Tang, Azhar Mahmood, Usman Khan, Jingyu Xi, Bilu Liu, Feiyu Kang. Synthesis of wafer-scale single-layer h-BN and its use in proton transport membrane, ACS Nano, 2019, 13, 2094–2102.

5.Jianyong Jiang, Zhonghui Shen, Xingke Cai, Jianfeng Qian, Zhenkang Dan, Yuanhua Lin, Bilu Liu, Ce-Wen Nan, Longqing Chen, Yang Shen. Polymer Nanocomposites with Interpenetrating Gradient Structure exhibiting Ultrahigh Discharge Efficiency and Energy Density, Advanced Energy Materials, 9, 1803411.

6.X. Cai, Y. Luo, B. Liu, H. Cheng. Preparation of 2D Material Dispersions and Their Applications, Chemical Society Reviews, 2018, 47, 6224-6266. (IF: 38.6)

7.Y. Luo, X. Li, X. Cai, X. Zou, F. Kang, H. Cheng, B. Liu. Two-Dimensional MoS2 Confined Co(OH)2 Electrocatalysts for Hydrogen Evolution in Alkaline Electrolytes, ACS Nano, 2018, 12, 4565-4573. (IF: 13.9)

8.X. Yu, X. Cai, H. Cui, S. Lee, X. Yu, B. Liu. Fluorine-free preparation of titanium carbide MXene quantum dots with high near-infrared photothermal performances for cancer therapy, Nanoscale, 2017, 9, 17859–17864. (IF: 7.4)

9.X. Cai, N. Sakai, T. C. Ozawa, A. Funatsu, R. Ma, Y. Ebina, T. Sasaki. Efficient photoinduced charge accumulation in reduced graphene oxide coupled with titania nanosheets to show highly enhanced and persistent conductance, ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7, 11436–11443. (IF: 7.5)

10.X. Cai, T. C. Ozawa, A. Funatsu, R. Ma, Y. Ebina, T. Sasaki. Tuning the surface charge of 2D oxide nanosheets and the bulk-scale production of superlatticelike composites, Journal of The American Chemical Society, 2015, 137, 2844-2847. (JACS spotlights) (IF:13.9)

11.X. Cai, R. Ma, Tadashi C. Ozawa, N. Sakai, A. Funatsu, T. Sasaki. Superlattice assembly of graphene oxide (GO) and titania nanosheets: fabrication, in-situ photocatalytic reduction of GO and highly improved carrier transport, Nanoscale, 2014, 6, 14419-14427. (IF: 7.4)

12.W. Tian, T. Zhai, C. Zhang, S-L Li, X. Wang, F. Liu, D. Liu, X. Cai, K. Tsukagoshi, D. Golberg, Y. Bando. Low-cost fully transparent ultraviolet photodetectors based on electrospun ZnO-SnO2 heterojunction nanofibers, Advanced Materials, 2013, 25, 4625-4630. (IF:19.8)

13.X. Cai, H. Cong, C. Liu. Synthesis of vertically-aligned carbon nanotubes without a catalyst by hydrogen arc discharge, Carbon, 2012, 50, 2726-2730. (IF: 6.3)

榮譽獎項

深圳市海外高層次人才計畫：孔雀計畫B類

金屬所師昌緒二等獎