為了進(jìn)一步推動復(fù)合材料領(lǐng)域的科技創(chuàng)新與人才培養(yǎng)，彰顯復(fù)合材料行業(yè)杰出人物的卓越貢獻(xiàn)與精神風(fēng)貌，中國復(fù)合材料學(xué)會將正式啟動【CSCM群星錄】活動。

本次活動旨在匯聚復(fù)合材料領(lǐng)域的卓越科研成果，分享復(fù)材行業(yè)科技工作者的奮斗歷程、創(chuàng)新成果與深刻洞見，激勵更多從業(yè)者投身于復(fù)合材料的研發(fā)與應(yīng)用，共同推動行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，為復(fù)合材料領(lǐng)域的未來注入新的活力與動力。

劉雪潔--2023年度中國復(fù)合材料學(xué)會卓越論文工程入選者

韌性，是材料和科研工作者的共同品格

個人簡介

劉雪潔，女，中共黨員，博士畢業(yè)于北京科技大學(xué)，現(xiàn)任香港城市大學(xué)香港心腦血管健康工程研究中心副研究員，主要研究方向包括柔性可穿戴電子/離子材料、儲能聚合物電介質(zhì)材料等。在Energy Environ. Sci.、Comps. Sci. Technol.等期刊發(fā)表論文十余篇，參編英文專著兩部，申請/授權(quán)發(fā)明專利三項。其中對聚酰亞胺的高溫儲能性能研究被Energy & Environ. Sci.評為高被引及熱點論文。擔(dān)任Comps. Sci. Technol.、ACS Appl. Mater. Interfaces等學(xué)術(shù)期刊審稿人。曾獲國家獎學(xué)金（2022）、北京市優(yōu)秀畢業(yè)生（2023）、北京科技大學(xué)十佳學(xué)術(shù)之星（2022）等榮譽(yù)獎項；獲“香港創(chuàng)新及科技基金項目研究人才庫（RTH）” 資助（2024）。

科研經(jīng)歷

劉雪潔于2023年獲得北京科技大學(xué)博士學(xué)位，博士期間針對新能源、電動汽車等領(lǐng)域?qū)Ω邷仉娙萜鞯钠惹行枨螅到y(tǒng)研究了聚合物基電介質(zhì)材料在高溫（150-200℃）下的絕緣特性與能量損耗機(jī)制。通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計（如引入功能性鏈段和空間電荷陷阱位點）、多層界面工程策略（如設(shè)計電荷阻擋層），成功開發(fā)出兼具高儲能密度、低能量損耗和優(yōu)異擊穿場強(qiáng)的聚合物電介質(zhì)材料. 有助于突破傳統(tǒng)聚合物電介質(zhì)高溫性能瓶頸,推動我國新能源領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。

現(xiàn)為香港城市大學(xué)香港心腦血管健康工程研究中心副研究員，研究方向拓展至柔性功能材料在可穿戴設(shè)備中的創(chuàng)新應(yīng)用，致力于開發(fā)具有高靈敏度、優(yōu)異機(jī)械適應(yīng)性和生物相容性的智能傳感系統(tǒng)。通過設(shè)計新型功能性聚合物材料、協(xié)同優(yōu)化材料離子壓電性能、力學(xué)性能等，研制可集成于人體關(guān)節(jié)/皮膚表面的柔性傳感器，用于實時生理信號監(jiān)測（如心率、脈搏）、人體運動姿態(tài)捕捉及人機(jī)交互界面，促進(jìn)柔性電子/離子材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。

博士學(xué)位論文介紹

高溫儲能聚酰亞胺薄膜設(shè)計、制備與性能研究

聚合物薄膜電容器具有功率密度高、自愈性好，易于大規(guī)模制備等優(yōu)勢在電子電力系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用。隨著新能源汽車、航空航天等領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，對極端條件下服役的聚合物薄膜電容器提出了更高要求。在熱、電等多場耦合作用下，傳統(tǒng)聚合物薄膜的傳導(dǎo)損耗會迅速增大，導(dǎo)致其電絕緣性以及儲能特性嚴(yán)重劣化。本論文旨在對高溫高場下聚合物電容器薄膜進(jìn)行研究，以聚合物多級結(jié)構(gòu)為立足點，從官能團(tuán)、鏈結(jié)構(gòu)以及宏觀多層結(jié)構(gòu)對聚合物進(jìn)行設(shè)計與制備，實現(xiàn)介電常數(shù)、擊穿強(qiáng)度、介電損耗等多參數(shù)協(xié)同優(yōu)化，重點關(guān)注電極/電介質(zhì)界面處的電荷注入和電介質(zhì)內(nèi)部激發(fā)的電荷載流子傳輸導(dǎo)致的傳導(dǎo)損耗問題，探究多級結(jié)構(gòu)設(shè)計對聚合物內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)移特性的影響機(jī)制，以解決高溫高場下聚合物薄膜儲能密度較低及能量損耗大的問題，實現(xiàn)對聚合物薄膜高溫儲能特性的綜合調(diào)控。

(1) 利用聚酰胺酸的反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理，調(diào)控分子鏈中的極性基團(tuán)，實現(xiàn)對聚酰亞胺（PI）的分子結(jié)構(gòu)優(yōu)化。與完全酰亞胺化的PI膜相比，具有最佳酰亞胺化程度的PI膜的放電能量密度提高了130%，同時加工溫度降低了100 ℃。首次探究了熱酰亞胺化反應(yīng)調(diào)控PI介電常數(shù)、擊穿強(qiáng)度的內(nèi)在機(jī)理。從陷阱角度厘清了電荷轉(zhuǎn)移特性對PI薄膜的高溫傳導(dǎo)及儲能特性的影響機(jī)制。

(2) 通過優(yōu)化PI分子鏈中官能團(tuán)的分布狀態(tài)，同時引入柔性的熱塑性聚氨酯，來改善PI的鏈間相互作用及空間結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)PI膜相比，所得全有機(jī)復(fù)合薄膜的能量密度和充放電效率分別提高了583%和400%。明確了官能團(tuán)分布位置和分子鏈形態(tài)對全有機(jī)復(fù)合薄膜內(nèi)部電荷傳輸?shù)囊种茩C(jī)制，將自由體積擊穿理論和陷阱理論相結(jié)合，揭示了聚合物的鏈間自由體積對儲能性能提升的機(jī)理。

(3) 設(shè)計了一種寬帶隙無機(jī)層作為電荷阻擋層的雙層結(jié)構(gòu)PI復(fù)合膜。無機(jī)層提高了電荷捕獲能力并調(diào)節(jié)了電極/電介質(zhì)界面處的電荷遷移率。該復(fù)合膜在200 ℃下實現(xiàn)了4.37 J/cm³的高能量密度和92%的充放電效率。探究了電介質(zhì)/電極界面與無機(jī)層/聚合物界面的電荷傳輸機(jī)制。阻擋效應(yīng)和陷阱效應(yīng)的協(xié)同作用揭示了復(fù)合膜在高溫下抑制傳導(dǎo)損耗的機(jī)理，優(yōu)化了雙層結(jié)構(gòu)復(fù)合薄膜的高溫儲能特性調(diào)控方法。

長期征稿

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