人工智能算法赋能多模态数据融合的材料微结构解析研究，聚焦微结构数值、谱线与图像数据解析、三维结构生成与演化时序重构，以及面向性能预测和微结构优化的特征提取与可解释构效关系建模。

080502-材料学，080500-材料科学与工程

招硕士研究生，主要从事人工智能赋能材料微结构解析研究：

1.微结构图像解析

2.微结构三维生成

3.微结构时序演化重构

4.构效关系可解释建模

5.微结构解析平台构建

2021-01--2025-06   加拿大多伦多大学   博士研究生
2013-09--2016-02   加拿大约克大学   硕士研究生
2009-09--2013-06   加拿大多伦多大学   学士

2025-09 至 今，中国科学院上海硅酸盐研究所, 关键陶瓷材料全国重点实验室, 陶瓷材料智能化研究部，副研究员

主要从事人工智能算法赋能多模态数据融合的材料微结构解析研究，聚焦微结构数值、谱线与图像数据解析、三维结构生成与演化时序重构，以及面向性能预测和微结构优化的特征提取与可解释构效关系建模。

2016-02 至 2020-12，加拿大，KitchenMate Inc.，软件系统与算法负责人

从事物联网和人工智能领域创业，开发控制算法与云管理系统，结合机器学习对消费行为的时间序列数据进行建模与预测分析。

相关工作获 微软 2019 Evoke–DisruptAI 创新大赛第一名

科研项目

中国科学院上海硅酸盐研究所海外人才项目“高性能陶瓷微结构演化表征与构效关系解析新方法”，2025-09 至 今，项目负责人

关键陶瓷材料全国重点实验室重点项目“面向材料跨尺度逆向设计的生成模型新方法研究和关键技术开发”，2026-07至今，项目负责人

The Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada，加拿大自然科学与工程研究委员会合作研发项目“Development of a new class of sustainable reinforced thermoplastic pipes for clean oil and gas transport”，2021-04 至 2024-04，博士生

The Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada，加拿大自然科学与工程研究委员会联盟项目，“Sustainable multi-material polymers for new generation of low carbon footprint pipelines”，2022-04 至 2024-04，博士生

代表性论文

Jiang Y.; Fang W.*; Huang Y.; Song X.; Sun Y.; Zheng W.; Shi Y.*; Zeng Y.* FracFlowFormer: Generative forecasting of microstructural evolution in thermal barrier coatings. Materials & Design. 2026. 268: 116470.（共同通讯作者）

Fang W.; Pearson A.; Huang Y.; Naguib H.E.* Enhanced carbon fiber interface with thermoplastics via nanostructure surface modification: failure, morphology and wettability analysis. Composites Part B: Engineering. 2025. 291: 112054.

开发基于U-Net架构的机器学习模型，实现对SEM图像中纤维改性表面形貌特征的定量提取；融合多模态表征与性能数据，建立界面形貌-润湿性-界面强度/失效机制之间的定量关联，并开展机理解释。

Fang W.; Duncan M.; Dua M.; Naguib H.E.* et al. Machine learning-assisted design of multilayer thermoplastic composites: robust neural-network prediction and feature-importance analysis. Macromolecular Materials and Engineering. 2025. 310(9): 70005.

开发面向多层材料剥离强度预测的AdvMLP模型，融合结构与工艺参数实现性能建模；针对实验数据稀疏的问题，优化模型架构，提高模型鲁棒性；结合特征重要性分析识别关键主导因子，为设计参数定向优化提供依据。

Jiang Y.; Fang W.; et al. Image-to-property deep learning for predicting thermal shock life of APS thermal barrier coatings. Ceramics International. 2026. 52(3): 3663–3670.

参与并指导基于ResNet架构的“SEM微结构图像-热冲击失效”端到端预测模型开发，结合Grad-CAM与EBSD对照，开展模型可解释性分析，增强模型预测结果的机理一致性与可信度。

Fang W.; Cheng Y.H.; Pearson A.; Naguib H.E.* et al. Carbon fiber reinforced polyethylene composite adhesive at elevated temperatures. Composites Science and Technology. 2023. 244: 110269.

建立针对微裂纹与多层复合材料界面剥离区域的SEM表征与机理分析方法，首次揭示微裂纹对剥离强度提升及其潜在负效应的双重作用机制，为材料结构设计与优化提供依据。

Fang W.; Cheng Y.H.; Pearson A.; Naguib H.E.* et al. A polyamide and polyethylene multilayer composite with enhanced barrier and mechanical properties at high temperature. RSC Applied Polymers. 2024. 2(6): 1170–1181.

开发面向高温高压应用的多层复合材料体系，优化并验证气体阻隔、剥离强度、力学强度和耐冲击等关键性能；基于结构-性能数据解释多层结构设计策略，为高温高压应用提供可执行的材料设计依据。

其他论文

Fang W.; Jang H.W.; Leung S.N. Evaluation and modelling of electrically conductive polymer nanocomposites with carbon nanotube networks. Composites Part B: Engineering. 2015. 83: 184–193.

Fang W.; Leung S.N. Elucidation of structure-to-property relationships of piezoresistive polymer-carbon nanotube nanocomposites. Journal of Applied Physics. 2015. 118(4): 044907.

Chen J.X.; Chen T.; Zhang Y.; Fang W.; et al. Conductive bio-based hydrogel for wearable electrodes via direct ink writing on skin. Advanced Functional Materials. 2024. 34(40): 2403721.

Li T.; Ma L.; Huang Y.; Fang W.; et al. Direct ink writing of flexible conductive polymer aerogels with exceptional electromagnetic shielding efficiency. ACS Applied Electronic Materials. 2025. 7(19): 8871–8881.

Liu R.Y.; Sun Y.; Liu S.; Fang W.; et al. Free-standing, multifunctional thermoelectric and acoustic absorbing nanocomposite foams. Advanced Sustainable Systems. 2025. 9: 2400490.

邀请报告:

特邀报告“生成式AI驱动的热障涂层裂纹演化表征与失效机理分析”，中国材料研究学会首届“AI+新材料”大会，广州，中国，2026

特邀报告“Mechanisms for piezoresistive behaviours in polymer/carbon nanotube nanocomposites”. Society of Plastics Engineers Annual Technical Conference, Orlando, USA, 2015

特邀报告“Electrical conductivity modeling of carbon nanotube networks in polymer nanocomposites and their foams”. Canadian Society for Mechanical Engineering International Congress, Toronto, Canada, 2014