赵晓鹏


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基本信息 The basic information

赵晓鹏

理学院

博士研究生毕业

工学博士

教授

材料科学与工程

xpzhao@nwpu.edu.cn

工作经历 Work Experience

       赵晓鹏博士,二级教授、博士生导师、翱翔学者。2000年国家杰出青年科学基金获得者、材料物理与化学国家重点学科智能材料物理与化学方向学术带头人。先后赴日本、美国、法国、韩国、香港和台湾等地进行学术交流和讲学。现任中国力学学会、中国化学会流变学委员会主任;《复合材料学报》、《功能材料》杂志编委;陕西省凝聚态结构与性质重点实验室学术委员会主任、西北工业大学智能材料与结构中心主任、电流变技术研究所所长。 

招生信息 Admission Information

培养博士生32人,硕士生69人。目前在材料物理与化学、光学工程、凝聚态物理三个学科招收博士与硕士研究生。 

荣誉获奖 Awards Information

获国务院政府特殊津贴、国防科工委国防科技工业有突出贡献中青年专家、陕西省优秀发明人等荣誉称号。 

作为第一完成人获陕西省科学技术一等奖(2005年)、二等奖(2003年)、国防科工委国防科学技术二等奖(2005年)、中国航空工业科技进步三等奖(1998年)等。 

科学研究 Scientific Research

       长期从事智能材料、光信息材料与行为等方面研究,主持完成国家自然科学基金12项及其它省部委基金20多项,包括国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年科学基金、国家863课题、973计划(子课题)和国防基础研究等重大项目。在国内外出版专著6部;发表科研论文300余篇,其中SCI收录190篇(影响因子3.0以上40篇),EI收录120篇,他人引用1000余次。已获授权中国发明专利57项,另有58项已经公开。 

赵晓鹏教授研究的主要方向、内容及主要成果有:

(一)电流变液软材料

(1)提出电流变材料三参数介电控制和氧化物稀土掺杂设计模型:从电流变液极化机理出发,提出介电常数、电导率、介电损耗控制材料的物理设计准则;通过介电测量与分析,发现晶格常数支配介电行为的特性;模仿细胞结构特征,从化学组分和组成方式出发,建立电流变材料化学设计准则;找到过渡金属元素掺杂提高电流变活性的条件。

(2)发现纳米无机氧化物电流变材料结构与介电性能特征:由非均匀混合体系的介电理论建立多孔内核结构介电微体系的仿生结构模型,发现材料结构与介电性能特征,揭示载流子局域输运行为规律;发现表面润湿性和介电性能变化规律,揭示介孔结构及表界面结构等性质与极化特性关系。

(3)提出纳米复合电流变材料制备方法:提出聚苯胺及衍生物/蒙脱土纳米复合微粒乳液共混插层制备方法、二次插层取代制备高岭土/羧甲基淀粉纳米插层复合物和溶胶凝胶与机械化学法结合制备高岭土/氯化钠/钛氧化物的方法等,发现微颗粒纳米包覆对颗粒内离子局域输运与极化特性的影响特点,揭示无机氧化物电流变材料的纳米化和表面包覆特性。

(4)发明自耦合电流变阻尼器;发现电流变液可调节光学性质;提出柔性夹层膜的低频振动-辐射模型,将电流变膜的声透射转换为求等效活塞发生器的声辐射场问题,实验证实复合柔性薄层低频声共振的可调谐性。

      本项研究建立了无机电流变材料介电三参数控制的设计准则,发展了介电微体系的设计方法和湿化学制备技术,发现了许多可调节效应。

       国际著名材料学家、美国Carnegie Mellon大学Myung.S.Jhon、韩国Inha大学H.J.Choi在Chemistry of Materials等杂志发表三篇专题评述,指出我们的实验给出了材料流变曲线在屈服点附近的新变化。 赵晓鹏教授2006年受韩国Inha大学智能材料与系统国家实验室主任S.B.Choi邀请赴韩国讲学。

(二)电子墨水

       本项研究率先开展了微米、纳米胶囊彩色电子墨水制备及性能研究,找到介电行为可调控的材料体系及其成分、组分配比和介电性能参数,制备出红绿蓝三原色电子墨水微胶囊,获得电场响应规律;通过分散介质、壁材的电导、粘度、介电常数等基本性能研究,获得复相微纳米结构行为特征,配制出彩色电子墨水,测试了其光学显示行为和动态响应特征。促进了满足动画视频速度全彩色电子墨水显示技术发展,同时为我国在电子墨水显示器这一高新技术领域迅速赶上国际前沿提供基础。研究结果已经在Langmuir等国内外杂志发表论文50篇,其中SCI检索21篇,EI检索28篇;他人引用239次;拥有授权中国发明专利13项,具有彩色电子墨水的核心自主知识产权;在国内外出版专著3部,部分研究结果处于国际领先水平。

(三)左手超材料

       左手材料是一种新型人工周期结构材料,左手材料的电磁特性参数介电常数和磁导率同时为负,在其中传播的电磁场分量与波矢方向满足“左手定则”,即其群速度与相速度方向相反,因而表现出负折射率、反常多普勒效应等许多奇异光学性质。左手材料是个全新的研究领域,其奇特的电磁行为引起了全球研究者的兴趣。本项研究致力于左手超材料结构设计和由下向上制备方法探索,2008年首创发明双模板辅助化学制备红外左手超材料方法,和无序结构平板电沉积制备光波段左手超材料方法,制备出多响应频带、低损耗、大尺寸光波段左手超材料。研究结果先后在材料领域顶尖杂志《先进材料》(影响因子8.191)、《先进功能材料》(影响因子7.496)发表。审稿人评价“这是对左手材料制备领域的重要贡献”,实现我校在顶尖杂志论文发表零的突破。

       2009年对光学左手超材料捕获彩虹研究结果发表在Applied Physics Letter ,研究成果被《Nature China自然中国,Sep 30, 2009)选为最新研究亮点(Research Highlights)。这篇题为Trapped rainbows的专题评论文章特别提示:西安的研究者用两片左手材料构成的锥形空气隙捕获了光。《Nature China》评论员Cheung指出“赵晓鹏及其合作者现在利用左手材料(一种能够按照特殊方式弯曲光的复合材料)发明了一个光停止装置。他们所提出的减慢光速方法能够使可见光在很宽频段内以非常小的损耗实现停止传播,在信息处理系统和通讯网络中非常有用。” 

学术成果 Academic Achievements

其主要代表作有:

1. Xiaopeng Zhao*,et al. Smart Materials and Structures: New Research,Nova Science Publishers Inc. USA. Chapter 1,p1-66.(2007)(ISBN: 1-60021-107-0)

2.Xiaopeng Zhao*,et al. New Research on Optical Materials,Nova Science Publishers Inc. USA. Chapter 2,p53-97.(2007)(ISBN: 1-60021-289-1)

3. Xiaopeng Zhao*,et al. Photonics Research Developments,Nova Science Publishers Inc. USA. Chapter 6,p158-215.(2008)(ISBN: 978-60456-720-5

4.Hui Liu, Xiaopeng Zhao*, et al. Advanced Materials 2008, 20: 2050-2054.

5.Baoqi Liu, Xiaopeng Zhao*, et al. Advanced Functional Materials2008,18 :3523-3528.

6. Baoxiang Wang, Xiaopeng Zhao*, et al. Advanced Functional Materials 2005, 15: 1815-1820.

7. Xiaopeng Zhao*, et al., Applied Physics Letter200995071111.