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研究领域
1. 高分子光电功能薄膜及器件
有机信息光电功能器件是当前发展最为迅猛的研究方向,它向人们展示了下一代平板显示技术既具有高清晰的画面质量而又节能的魅力、大面积太阳能光伏电池提供的取之不尽用之不竭的绿色能源、极其廉价的信息储存和处理技术给人们生活带来的巨大改变等等。在这之中,基于半导体高分子材料的功能器件,由于其具有柔性、使用基于溶液的湿法薄膜加工技术而带来生产成本大幅降低和生产率的提高等诸多优点,受到了人们的青睐,成为当前的研究热点。世界众多跨国公司也在为研发这些器件而投入大量的人力和物力。如德国的西门子公司宣布他们将要在全球市场上商业化聚合物光伏电池。
有机高分子功能器件中的重要部件光电功能薄膜,主要是通过基于溶液的成膜技术,如旋转涂膜、喷墨打印、丝网印刷、“手术刀”式刮涂等工艺进行加工的。而加工工艺参数的设计和实现状况,将通过薄膜的形态影响着器件的功能。我们的工作就是根据器件对薄膜的功能要求,提出最优的薄膜形态,然后从基于溶液的湿法成膜技术出发,设计出能够实现所需形态的薄膜制造工艺,并将所获得的薄膜集成至器件之中。我们现在已成功开发了基于可控溶剂蒸汽处理、溶液中直接构造有序前趋体和外延生长成核等新方法,用于构建光电薄膜新形态,并显著提高了器件的性能。这一工作的开展将为设计和优化大规模高分子功能薄膜制造工艺和薄膜器件集成技术提供科学指导和技术途径。
2. 高分子形态与微结构
高分子材料的微观形态是决定材料性能的重要因素。通过研究在不同加工条件下材料中各级尺度微观形态的形成,以及这些形态与最终材料性能的关系,可以建立高分子材料加工-形态-性能之间的关系,为材料性能的设计提供科学依据和实施途径。
如广泛用于市政输水输气的高密度聚乙烯(PE100及以上级)管材专用料,以及具有优异高抗冲性能,可用于诸如汽车保险杠等制品的高抗冲聚丙烯(HIPP),其性能及规格强烈依赖于分子链序列结构和复合成分。通过研究链结构和加工条件等对材料形态的影响,继而形成相应的调控方法,获得满足设计要求的高分子材料制品。
3. 电磁波吸收材料和声学阻尼材料
电磁波吸收材料作为一种吸收型电磁兼容材料,可以为电子电器设备的电磁兼容性设计提供理想的解决方案,保护电子电器设备,如医疗仪器、视频产品、微波通讯设备等的正常运行,防止电磁波污染对人类健康和环境的损害。通过设计和合成新型微波吸收剂、选择适合的高分子基体树脂,并求助于功能材料的优化设计和材料间的兼容性设计,可获得满足“宽”、“轻”、“薄”、“强”要求的高性能、多功能、宽波段电磁波吸收材料。
噪音污染已经成为阻碍现代都市文明发展的一个重要因素。发展隔声和声音阻尼吸收材料成为解决噪音污染的一个重要途径。高分子材料由于具有良好的声波阻尼特性、密度小、易于成型加工和廉价等诸多优点,成为制造隔声减震材料的理想选择。通过设计材料的组成结构、控制其密度、硬度及模量等参数,可以制备出高性能的声学阻尼材料。
教育背景
学历
1995年 天津大学 高分子化工专业 工学学士
学位
出国学习工作
2001年-2002年 德国马普德累斯顿高分子研究所,访问学者
工作经历
工作简历
社会兼职
中国化学会应用化学学科委员会委员
教授课程
专利与奖励
奖励信息
2009年 国家杰出青年科学基金
2008年 获国家国防科技进步二等奖(排名第三)
2007年 中国科学院“引进国外杰出人才”择优支持
2006年 中国科学院“****”
专利成果
01130297.6
01130298.4
01130299.2
01130300.x
200610131641.6
200710055397.4
出版信息
发表论文
一共发表论文51篇,其中以第一(或通讯)作者文29篇,所发表论文被他人引用950多次,最高单篇他引225次,其中近期具有代表性的论文如下:
H.W. Tang, G.H. Lu, L.G. Li, J. Li, Y.Z. Wang, X.N. Yang*, "Precise construction of PCBM aggregates for polymer solar cells via multi-step controlled solvent vapor annealing", J. Mater. Chem. ASAP (IF=4.646)
W. Jie, L.G. Li, X.N. Yang*, "Insight into growth details and characteristics of windmill-like polyethylene crystals", Polymer 2009, 50, 4950-4956 (IF=3.331)
L.G. Li, H.W. Tang, H.X. Wu, G.H. Lu, X.N. Yang*, "Effects of Fullerene Solubility on the Crystallization of Poly(3-hexylthiophene) and Performance of Photovoltaic Devices", Org. Electron. 2009, 10, 1334-1344 (IF=3.590)
G.H. Lu, L.G. Li, S.J. Li, Y.P. Qu, H.W. Tang, X.N. Yang*, "Constructing Thin Polythiophene Film Composed of Aligned Lamellae via Controlled Solvent Vapor Treatment", Langmuir 2009, 25, 3763 (IF=4.097)
L.G. Li, G.H. Lu, S.J. Li, H.W. Tang, X.N. Yang*, "Epitaxy-Assisted Creation of PCBM Nanocrystals and Its Application in Constructing Optimized Morphology for Bulk-Heterojunction Polymer Solar Cells", J. Phys. Chem. B 2008, 112, 15651 (IF=4.189)
G. H. Lu, L. G. Li, X. N. Yang*, “Creating a Uniform Distribution of Fullerene C60 Nanorods in Polymer Matrix and Its Photovoltaic Applications ”, Small 2008, 4, 601. (IF=6.525) (下载点击率当月排名第4位)
L. G. Li, G. H. Lu, X. N. Yang*, "Improving Performance of polymer Photovoltaic devices using annealing-free approach via Construction of Ordered Aggregates in Solution", J. Mater. Chem. 2008, 18, 1984. (IF=4.646)
G. H. Lu, L. G. Li, X. N. Yang*, "Morphology and Crystalline Transition of Poly(3-butylthiophene) Associated with Its Polymorphic Modifications ", Macromolecules 2008, 41, 2062 (IF=4.407)
J. Wang, G. H. Lu, L. G. Li, Z. H. Lu, X. N. Yang*, E. L. Zhou, "Novel Morphology of Polyethylene Crystals Created upon Melt Crystallization of Spin-Coated Film", Macromolecules 2008, 41, 1273 (IF=4.407)
G. H. Lu, L. G. Li, X. N. Yang*, “Achieving Perpendicular Alignment of Rigid Polythiophene Backbones to the Substrate by Using Solvent Vapour Treatment”, Adv. Mater. 2007, 19, 3594. (IF=8.191) (下载点击率位于2007年11月该杂志研究类文章排名的首位;中科院主页以头版头条的形式予以报道)
G. H. Lu, H. W. Tang, Y. P. Qu, L. G. Li, X. N. Yang*, "Enhanced Electrical Conductivity of Highly Crystalline Polythiophene/Insulating-Polymer Composite", Macromolecules 2007, 40, 6579. (IF=4.407)
X. N. Yang*, G. H. Lu, L. G. Li, E. L. Zhou, "Nanoscale Phase-Aggregation-Induced Performance Improvement of Polymer Solar Cells", Small 2007, 3, 611 (IF=6.525) (《科学时报》2008年2月1日在头版予以报道)
X. N. Yang, J. Loos, “Toward High-Performance Polymer Solar Cells: The Importance of Morphology Control”, Macromolecules 2007, 40, 1353. (IF=4.407) (邀请综述;被选为2007年第三季度所有期的封面;点击下载次数2007全年度排名首位) (被引用次数:69)
H. F. Zhong, X. N. Yang*, G. de With, J. Loos*, "Quantitative Insight into Morphology Evolution of Thin PPV/PCBM Composite Films upon Thermal Treatment",Macromolecules 2006, 39, 218 (IF=4.407)
X. N. Yang, J. Loos, S. C. Veenstra, W. J. H. Verhees, M. M. Wienk, J. M. Kroon, M. A. J. Michels, R. A. J. Janssen, “Nanoscale Morphology of High-Performance Polymer Solar Cells”, Nano Letters 2005, 5, 579 (IF=10.371)(被引用次数:247)
X. N. Yang, A. Alexeev, M. A. J. Michels, J. Loos, "Effect of Spatial Confinement on the Morphology Evolution of Thin Poly(p-phenylene vinylene)/Methanofullerene Composite Films", Macromolecules 2005, 38, 4289 (IF=4.407)
X. N. Yang, J. K. J. van Duren, M. T. Rispens, J. C. Hummelen, R. A. J. Janssen, M. A. J. Michels, J. Loos, "Crystalline Organization of a Methanofullerene as Used for Plastic Solar Cell Applications", Adv. Mater. 2004, 16, 802 (IF=8.191) (Highlighted paper) (被引用次数:45)
X. N. Yang, J. K. J. van Duren, R. A. J. Janssen, M. A. J. Michels, J. Loos, “Morphology and Long-Term Stability of the Active Layer in a Poly(p-phenylene vinylene)/methanofullerene Plastic Photovoltaic Device”, Macromolecules 2004, 37, 2151(IF=4.407) (被引用次数:99)
发表著作
1. Chapter "Morphology of Bulk Heterojunction Solar Cells" in 《Organic Photovoltaics》, 2008, Wiley-VCH
科研活动
科研项目
国家基金委面上基金、创新群体基金
科技部973项目子课题
中国科学院知识创新工程重要方向项目课题
中国科学院“引进国外杰出人才”择优支持资助
中国科学院“****”
其他项目或课题资助
合作情况
项目协作单位
中国科学院声学研究所
指导学生
现有职工2人,在站博士后2,在读研究生16人,其中博士生6人,硕士生10人
周金向(硕士) 助理研究员
郇 彦(硕士) 研究实习员
佟翠艳:博士后(2009年进站)
苏 青:博士后(2009年进站)
鲁广昊:博士3年级(曾参与中荷国际合作项目,荷兰皇家科学院资助,2008年获中科院院长优秀奖)
黎立桂:博士3年级(曾参与中荷国际合作项目,荷兰皇家科学院资助)
王 杰:博士2年级,2005级直接攻读博士学位研究生
卢智慧:博士2年级,2005级直接攻读博士学位研究生(参与中荷国际合作项目,荷兰皇家科学院资助)
李思均:2007级博士研究生(参与2年+2年式中荷联合培养,荷兰皇家科学院资助)
曾宝华:在职硕士研究生 (2006级)
周 珣:博士1年级,2006级直接攻读博士学位研究生
唐浩为、曲云鹏、王玉珍:2007级硕士研究生
徐文涛、赵晓礼、李 慧:2008级硕士研究生
李 俊、吴昊曦、吕红英:2009级硕士研究生
王爱军:2007级硕士研究生,联合培养(沈阳化工学院)