彭慧胜(高分子化学与纤维器件)院士|我国纤维电子器件研究与智能织物领域的开拓者
一. 基础信息概览
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姓名:彭慧胜(Huisheng Peng)
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生卒年月: 年 月出生于湖南省邵阳县
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所属学部:中国科学院化学部
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当选年份: 年当选为中国科学院院士
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主要研究领域:纤维电子学、高分子纤维器件(纤维状电池、纤维显示器件)、金属主链高分子、内层电子能源器件、分数元素化学
二. 核心学术贡献
1. 研究方向
彭慧胜院士长期致力于化学、物理、能源、材料和医学等学科的交叉前沿研究。他特别聚焦于新型高分子纤维器件与可穿戴智能织物(纤维电子学)这一战略性新兴赛道。他致力于解决传统微电子与能源储能器件在形态上偏向刚性、平面的物理局限,探索如何在直径仅数十至数百微米的微细柔性纤维表面进行多层活性材料的精密负载与定向组装。他围绕纤维器件中的微观弯曲相变动力学、多相多级界面电荷传输规律,研发了一系列集光电转化、化学储能、高效电致发光及生理电学信号传感于一体的智能纤维组件,打通了从源头金属主链高分子创制到全柔性智能成衣加工的整条研究链条。
2. 标志性成果
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纤维能源与光电器件的创建及评价标准奠定(国家自然科学二等奖成果):长期以来,微型化学储能和发光二极管器件均基于传统的刚性硅片或平面塑料基底制造,无法适应人体高频复杂的剪切弯曲,更难以直接编织融入日常服装。彭慧胜在国际上率先提出并创建了新型纤维器件。他系统解决了高活性电极材料在微尺度曲面纤维基底上的定向结晶与无定型高分子精密包裹沉积等工艺物理难题,研制出超高功率与超高柔性的微细纤维太阳能电池、纤维锂离子电池。他团队的研究率先证明了将一系列功能纤维通过经典纺织技术直接“编织”成一体化衣服的可行性,打破了传统平面器件的物理界限。该成果“新型纤维状能源器件”荣获了 年度国家自然科学奖二等奖(第一完成人),并主导建立了国际纤维器件的性能评价标准。
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高性能纤维发光显示器件与全柔性智能织物系统创制(中国科学十大进展成果):针对传统无机或有机半导体发光显示材料在高度折弯、扭转等形变状态下活性极易发生衰减或断裂的行业死角,彭慧胜团队发明了全套具有高发光亮度和机械强度的纤维状发光与显示器件制备工艺。他利用多孔高导电碳纳米管纤维,将聚合物半导体与弹性体介电层进行多维同轴卷绕与超声辅助融合,成功制备了即使在经受多达 次以上的强力弯弯折折下,电致发光性能依然保持完全不衰减的活性纤维部件。这一工作成功实现了在衣服表面直接显示实时图案、生理健康监测以及与数据微芯片的高柔性集成。该项工作“高性能纤维电子器件及其织物集成”入选了 年度“中国科学十大进展”(第一完成人),并领衔两项成果入选了 年国际纯粹与应用化学联合会()化学领域十大新兴技术。
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金属主链高分子、内层电子能源器件与分数元素化学概念探索:在分子源头的创新突破方面,彭慧胜院士课题组开发出全新型的“金属主链高分子”,在聚合物的核心主链结构中直接嵌入金属-金属键,赋予材料优异的本征电学和光学调控活性。同时,他开辟了利用重金属的“内层电子”(例如过渡金属或镧系原子的内层电子跃迁)构建能量和功率密度发生数量级跃升的新型超微型能源器件。在此基础上,他提出了“分数元素”()的新颖化学构想,打破了经典无机与高分子的宏观物性边界。
3. 学术地位与影响
彭慧胜院士是国际纤维电子学和可穿戴智能织物领域极具代表性的奠基人和中坚开拓者。他的系列原创纤维储能及发光器件被国际同行盛赞为“将科幻转化为现实”的颠覆性产品,被编入多部高分子与微电子经典教材。他至今在国内外重要学术期刊公开发表正式论文 余篇,包括 Nature 正刊 篇、Nature 子刊 篇,以及 JACS, Angew. Chem., Adv. Mater., PRL 合计 余篇。他获授权国内外发明专利 多项,其中 多项已在工业界和重点工业部门实现了商业转让和转化。他是科睿唯安全球“高被引科学家”,多次在国际重要纳米、材料大会上做特邀报告,显著确立了我国科学家在智能纤维电子系统制备领域的国际引领性话语权。
三. 教育与职业轨迹
1. 教育背景
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:中国纺织大学(现东华大学)材料科学与工程学院,本科毕业获工学学士学位
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:复旦大学高分子科学系,高分子化学与物理专业,研究生毕业获理学硕士学位
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:美国杜兰大学()化学与生物分子工程系,博士研究生毕业获哲学博士学位
2. 工作履历
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:美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室(),助理研究员、(博士后研究阶段)
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:复旦大学先进材料实验室、高分子科学系、纤维电子材料与器件研究院,教授、博士生导师、复旦大学特聘教授、高分子科学系主任、纤维电子材料与器件研究院院长
四. 主要荣誉与奖项
1. 国家级与省部级科技奖项
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国家级科技奖项:
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国家自然科学奖二等奖( 年度,第一完成人,获奖项目:“新型纤维状能源器件”)
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国家级教学成果奖一等奖( 年度,第一完成人,表彰其在拔尖科教融合人才培养中的杰出工作)
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省部级科技最高奖:
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上海市自然科学牡丹奖( 年度)
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上海领军人才( 年度)
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2. 国际与行业重大奖项
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国际前沿大奖:
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荣获德国跨界创新基金会科学突破奖(, 年)
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领衔纤维电子研究成果入选国际纯粹与应用化学联合会()化学领域十大新兴技术( 年)
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荣获钱宝钧纤维材料奖( 年,国际纤维材料领域重磅学术大奖)
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荣获美国杜邦青年教授奖(, 年)
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荣获美国李氏基金会杰出成就奖( 年)
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行业学术大奖与会士:
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当选为英国皇家化学会会士(, 年)
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当选中国化学会首批会士()
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荣获宝钢教育基金会优秀教师特等奖( 年度)
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获中国化学会英国皇家化学会青年化学奖( 年)
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获中国复合材料学会青年科学家奖( 年)
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获第十三届中国青年科技奖( 年)
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获中国化学会青年化学奖( 年)
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3. 其他重要荣誉
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年:荣获国家杰出青年科学基金资助
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年:受聘为教育部“长江学者奖励计划”特聘教授
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年:入选国家万人计划领军人才、国家百千万人才工程
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年:荣获“国家有突出贡献中青年专家”称号
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年:获批享受国务院政府特殊津贴专家
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年:荣获“上海市四有型好教师(教书育人楷模)”称号
五. 社会职务与学术服务
1. 学术期刊任职
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副主编与版面主编(Section Editor):
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长期担任中国高水平综合性期刊《科学通报》(Science Bulletin)副主编
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担任国家顶级期刊《国家科学评论》(National Science Review)的 Section Editor
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担任国际学术期刊 Watt 的主编
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学术编委与顾问委员:
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担任国际高分子材料和先进功能器件权威期刊 Progress in Polymer Science、Advanced Functional Materials 等 多个期刊的顾问编委或常务编委
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担任《化学学报》、Science China Materials(《中国科学:材料科学》)编委
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2. 重要社会与学术兼职
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国家级及校内重点创新平台:
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教育部先进能源材料化学重点实验室副主任
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复旦大学高分子科学系主任、纤维电子材料与器件研究院院长
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学术团体与国家专家组:
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教育部材料领域战略专家组成员、教育部科学技术委员会学部委员
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科技部高端功能与智能材料专项指南编制专家组成员、科技部材料领域战略专家组成员
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中国复合材料学会纳米复合材料委员会副主任委员、中国复合材料学会第七届理事会荣誉理事
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世界顶尖科学家发展基金会副理事长
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六. 个人风格与格言
彭慧胜院士治学思想极为活跃、勇于突破传统桎梏,提倡将高度自由的文学想象力和艺术直觉注入冷冰冰的材料物理化学探索中。他曾将他对于微观分数元素和纤维晶格相变规律的理解,归因于武侠小说中招式变幻与内力运转的“启发”;其设立的多学科无缝交叉课题组,更是复旦江湾校区素有“最具创新想象力”的学人高地。对待学生指导和高等教育的发展,他在复旦建校 周年( 年)的讲台上深情吐露:
“我衷心希望在美丽的复旦园里再干 年。我们在高分子和纤维电子器件这片未知的处女地里探索,最重要的就是不给自己和学生设限。研究生的培养和高等教育的核心,就是要想方设法去激发年轻一代的科学胆识和想象力。只要我们勇于在喧嚣名利之外的‘荒地’上持续花力气、下真功、勤勉积累,中国的新质材料底座就一定能结出傲视国际的果实。”
在谈到如何打破科研的自我满足、实现基础前沿成果向产业实质跨越时,他常冷静地警醒科研工作者:
“科学研究没有投机。一个理论如果只能以冷冰冰的论文形式永远躺在抽屉里,那就是纸面上的空中楼阁。我们要将实验室里研发出来的哪怕只有一微米厚的光伏纤维,实打实地编织到日常服装的每一个缝隙里去,真正解决柔性穿戴和国防便携式能源的核心卡脖子难题。在世界材料的延长线上刻下中国人的绿色新规则,这就是我们的底气和担当。”