——前沿交叉学科·新能源与纳米技术·用科技改变未来——

---

070205-凝聚态物理 | 085204-材料与化工
关键词：新能源材料 · 纳米技术 · 膜分离科学 · 储能创新

---

欢迎这样的你加入！

如果你对以下方向感兴趣：

✅ 物理学/材料科学：想用基础研究解决能源与环境领域的重大挑战？
✅ 核技术/化学：渴望掌握国际领先的粒子加速器技术与纳米材料设计？
✅ 交叉学科探索：希望在新能源、水处理、智能器件等方向做出创新成果？

我们欢迎：物理学、应用物理、核技术、材料、化学等相关专业本科生，报考硕士、直博、硕博连读！

你将获得：
1、​国际一流的重离子加速器实验平台
2、产学研深度融合的课题方向（合作企业包括宁德时代、比亚迪等）
3、发表高水平论文、申请专利、参与国家级项目的完整科研训练

1、锂离子电池隔膜及凝胶电解质研究

       锂离子电池已经成为现代生活中不可或缺的一部分，其应用覆盖了智能手机、笔记本电脑、电动汽车等众多领域。而作为锂离子电池的核心部件之一，电池隔膜的性能和安全性对电池的整体表现起着至关重要的作用。我们课题组将带你深入了解电池隔膜的制备技术和凝胶电解质的开发过程。利用先进的重离子辐照和化学蚀刻技术，我们将探索如何在核孔膜基础上制备出性能卓越的锂离子电池隔膜，从而提升电池的循环能力和安全性。此外，我们还将研究原位聚合技术在凝胶电解质开发中的应用，进一步推动锂离子电池的安全性和综合性能的提升。

2、锂离子电池用高性能复合集流体

       随着新型储能技术的飞速发展，锂离子电池的高能量密度、长循环寿命和环保性使其成为能源储存领域的佼佼者。而作为锂离子电池的重要组成部分，复合集流体的性能直接影响电池的性能和成本。我们课题组将深入研究高性能复合集流体的制备和应用，利用重离子辐照、电镀和化学蚀刻等先进技术，制备出具有优异导电性能和力学性能的复合集流体，以满足锂离子电池对高性能集流体的需求。

3、新型分离膜材料制备及其在环境、能源领域的应用

       膜分离技术是一种高效、环保的分离技术，广泛应用于水处理、空气净化、气体分离等领域。而新型分离膜材料的研发和应用则是推动膜分离技术发展的关键。我们课题组将带你领略重离子辐照技术在新型分离膜材料制备中的神奇魅力，探索如何制备出具有优异分离性能和稳定性的新型分离膜，以满足环境、能源等领域对高品质分离膜的需求。同时，我们还将开展膜材料性能优化和应用拓展研究，推动膜分离技术在更多领域的应用和发展。

4、新型多孔二维材料制备及其在水处理方面的应用研究

       石墨烯等新型二维纳米材料以其独特的结构和优异的性能，在固态纳米孔的制备和离子分离领域展现出巨大的潜力。我们课题组将利用重离子辐照技术在新型二维材料上制备出纳米量级的孔洞，研究其离子分离和过滤性能以及溶液中的离子“二极管”效应。在此基础上，我们将研制基于新型二维材料的纳滤膜，实现亚纳米级尺度物质的分离，为生物分子分离、海水提铀、盐湖卤水提锂等领域提供高效、环保的分离技术。

5、亚纳米/纳米通道构建及离子分离和传输机制研究

       纳米尺度下的离子传输机制是纳米科技领域的重要研究方向之一。我们课题组将利用先进的重离子加速器辐照技术，结合后期化学、电化学处理，在不同有机物薄膜中制备出亚纳米/纳米量级的离子通道。我们将深入研究不同离子在通道中的传输行为，考察通道直径、电荷密度、通道形状、外界环境、外加电场等因素对离子传输行为的影响。通过这些研究，我们将揭示纳米尺度下离子传输的基本机制，为精密纳流控器件的研发提供基础实验数据和原理样机。

加入我们，你将

1、参与国家级重大科研项目

2、科研成果直接对接产业需求

3、导师亲自指导，支持学生海外深造

导师寄语：

“在这里，你摸得到价值过亿的重离子子加速器，也看得到自己的技术改变世界。如果你对科技充满热情，对未知充满好奇，渴望在精密分离膜和新能源领域留下自己的足迹，那么，请不要犹豫，加入我们，成为‘核新力量！让我们一起，为科技的进步贡献自己的力量，共同书写属于我们的科技新篇章！”

让纳米孔过滤未来，用新能源驱动世界——期待与你同行！

2017-11--中国科学院近代物理研究所   研究员
2016-07--2016-10   美国堪萨斯大学   高级访问学者
2015-10--2016-03   美国佛罗里达大学   访问学者
2013-10--2013-11   德国Juelich研究中心   高级访问学者
2010-11--2017-10   中科院近代物理研究所   副研究员
2010-03--2011-04   德国Juelich研究中心   访问学者
2008-07--2010-10   中科院近代物理研究所   助理研究员
2003-09--2008-06   中科院近代物理研究所   理学博士学位
1999-09--2003-06   河北大学物理学院   理学学士学位

2017.11—今      中科院近代物理研究所, 研究员 ；                    

                     2016.07～2016.10    美国堪萨斯大学， 高级访问学者；

                     2015.10～2016.03    美国佛罗里达大学, 访问学者； 

                     2013-10～2013.11    德国Juelich研究中心, 高级访问学者；

2010.11—2017.10  中科院近代物理研究所, 副研究员 ；

                     2010.03～2011.04    德国Juelich研究中心, 访问学者 ； 

2008.07—2010.10  中科院近代物理研究所, 助理研究员。

主要为第一作者和通讯作者文章：

1.       Fang, M.;  Ning, Z.;  Tang, J.;  Huang, Q.;  Junaid, M.;  Qian, Y.;  Li, X.;  Huang, X.;  Xue, H.;  Duan, J.;  Liu, J.; Yao, H., Positively charged nanofiltration membranes via ion-track technology for high-efficiency Mg2+/Li+ separation. Journal of Membrane Science 2026, 738.

2.       Junaid, M.;  Fang, M.;  Ning, Z.;  Tang, J.;  Zhang, B.;  Jahangeer, M.;  Bai, J.; Yao, H., Electrostatic modulation of ion diffusion through single/multilayer graphene-based nanoporous membranes. Sep. Purif. Technol. 2026, 380.

3.       Ma, J.;  Huang, Q.;  Zhang, B.;  Fang, M.;  Li, X.;  Junaid, M.;  Ning, Z.;  Tang, J.;  Guo, Z.;  Yao, H.; Bai, J., GOQDs-intercalated GO membranes for high-efficiency lanthanum-thorium separation. Sep. Purif. Technol. 2025, 370.

4.       Guo, Z.;  Li, F.;  Wu, X.;  Liang, Z.;  Junaid, M.;  Xie, J.;  Lu, L.;  Duan, J.;  Liu, J.; Yao, H., Efficient ion sieving and ion transport properties in sub-nanoporous polyetherimide membranes. Desalination 2024, 573.

5.       Xie, J.;  Zhang, B.;  Gui, X.;  Ma, J.;  Chu, J.;  Guo, Z.;  Wang, W.;  Qin, W.;  Qin, Z.;  Yao, H.; Bai, J., Planting gold nanoflower for harvesting reproducible SERS substrate. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2024, 308.

6.       Zhang, Q.;  Chen, L.;  Li, X.;  Hou, B.;  Wu, X.;  Gui, X.;  Cao, D.;  Liu, J.;  Li, J.;  Duan, J.;  Mo, D.;  Liu, J.; Yao, H., Robust, High-Temperature-Resistant Polyimide Separators with Vertically Aligned Uniform Nanochannels for High-Performance Lithium-Ion Batteries. ACS Nano 2024, 18 (46), 32162-32174.

7.       Zhang, Q.;  Hou, B.;  Wu, X.;  Li, X.;  Guo, Z.;  Liu, J.;  Cao, D.;  Huang, X.;  Duan, J.;  Mo, D.;  Liu, J.; Yao, H., An Ion-Management Membrane with Vertically Aligned Uniform Electronegative Nanochannels Toward Dendrite-Free Lithium Metal Anodes. Advanced Energy Materials 2024, 14 (40).

8.       Chen, L.;  Gui, X.;  Zhang, Q.;  Hou, B.;  Wu, X.;  Wu, S.;  Zhen, L.;  Mo, D.;  Duan, J.;  Liu, J.; Yao, H., Direct Fabrication of PET-Based Thermotolerant Separators for Lithium-Ion Batteries with Ion Irradiation Technology. ACS Appl Mater Interfaces 2023.

9.       Guo, Z.;  Wang, Y.;  Liang, Z.;  Zhang, Z.;  Xie, J.;  Gui, X.;  Hou, B.;  Mo, D.;  Lu, L.; Yao, H., Hydrophobic modified PET ion track-etched membrane for oil/water separation. Journal of Water Process Engineering 2023, 54.

10.     Gui, X. Y.;  Xie, J. J.;  Wang, W. T.;  Hou, B. R.;  Min, J. P.;  Zhai, P. F.;  Cai, L. F.;  Tang, J.;  Zhu, R.;  Wu, X. X.;  Duan, J. L.;  Liu, J.; Yao, H. J., Wearable and Flexible Nanoporous Surface-Enhanced Raman Scattering Substrates for Sweat Enrichment and Analysis. ACS Applied Nano Materials 2023, 6 (13), 11049-11060.

11.     Zhang, Z.;  Liang, Z.;  Guo, Z.;  Gui, X.;  Junaid, M.;  Zhao, Z.;  Ma, J.;  Fang, Z.;  Mo, D.;  Duan, J.;  Liu, J.; Yao, H., Construction of bifunctional vertical nanochannels in GOM with swift heavy ion irradiation for enhancing the stability and nanofiltration performance. Sep. Purif. Technol. 2023, 322.

12.     Zhao, Z.;  Guo, Z.;  Zhang, Z.;  Gui, X.;  Liang, Z.;  Liu, J.;  Du, G.;  Duan, J.; Yao, H., Single graphene nanopore for biomimetic ion channel via tunably voltage-modulated ion transport. Carbon 2023, 203, 172-180.

13.     Chu, J.;  Huang, Q.;  Dong, Y.;  Yao, Z.;  Wang, J.;  Qin, Z.;  Ning, Z.;  Xie, J.;  Tian, W.;  Yao, H.; Bai, J., Enrichment of uranium in seawater by glycine cross-linked graphene oxide membrane. Chemical Engineering Journal 2022, 444, 8.

14.     Qi, X.;  Wang, X.;  Dong, Y.;  Xie, J.;  Gui, X.;  Bai, J.;  Duan, J.;  Liu, J.; Yao, H., Fast synthesis of gold nanostar SERS substrates based on ion-track etched membrane by one-step redox reaction. Spectrochimica acta. Part A, Molecular and biomolecular spectroscopy 2022, 272, 120955-120955.

15.     Dong, Y.;  Zhao, Z.;  Zhao, J.;  Guo, Z.;  Du, G.;  Sun, Y.;  He, D.;  Duan, J.;  Liu, J.; Yao, H., High-Performance Osmotic Power Generators Based on the 1D/2D Hybrid Nanochannel System. ACS Applied Materials & Interfaces 2022, 14 (25), 16.

16.     Bian, Y. B.;  Dong, Y. H.;  Liu, J. D.;  Sun, Y. M.;  Duan, J. L.;  Liu, J.; Yao, H. J., Graphene Oxide Membrane/Conical Nanoporous Polyimide Composites for Regulating Ion Transport. ACS Applied Nano Materials 2021, 4 (7), 6964-6973.

17.     Cheng, Y.;  Dong, Y.;  Huang, Q.;  Huang, K.;  Lyu, S.;  Chen, Y.;  Duan, J.;  Mo, D.;  Sun, Y.;  Liu, J.;  Peng, Y.; Yao, H., Ionic Transport and Sieving Properties of Sub-nanoporous Polymer Membranes with Tunable Channel Size. ACS Applied Materials & Interfaces 2021, 13 (7), 9015-9026.

18.     Wu, S. H.;  Cheng, Y. X.;  Ma, J.;  Huang, Q. G.;  Dong, Y. H.;  Duan, J. L.;  Mo, D.;  Sun, Y. M.;  Liu, J.; Yao, H. J., Preparation and ion separation properties of sub-nanoporous PES membrane with high chemical resistance. Journal of Membrane Science 2021, 635.

19.    Dong, Y.;  Cheng, Y.;  Xu, G.;  Cheng, H.;  Huang, K.;  Duan, J.;  Mo, D.;  Zeng, J.;  Bai, J.;  Sun, Y.;  Liu, J.; Yao, H., Selectively Enhanced Ion Transport in Graphene Oxide Membrane/PET Conical Nanopore System. ACS Applied Materials & Interfaces 2019, 11 (16), 14960-14969.

20.     Cheng, Y.;  Yao, H.;  Duan, J.;  Xu, L.;  Zhai, P.;  Lyu, S.;  Chen, Y.;  Maaz, K.;  Mo, D.;  Sun, Y.; Liu, J., Surface Modification and Damage of MeV-Energy Heavy Ion Irradiation on Gold Nanowires. Nanomaterials 2017, 7 (5).

21.     Yao, H.;  Xie, L.;  Cheng, Y.;  Duan, J.;  Chen, Y.;  Lyu, S.;  Sun, Y.; Liu, J., Tuning the coercivity of Cu/Ni multilayer nanowire arrays by tailoring multiple parameters. Materials & Design 2017, 123, 165-173.

22.     Yao, H.;  Zeng, J.;  Zhai, P.;  Li, Z.;  Cheng, Y.;  Liu, J.;  Mo, D.;  Duan, J.;  Wang, L.;  Sun, Y.; Liu, J., Large Rectification Effect of Single Graphene Nanopore Supported by PET Membrane. ACS Applied Materials & Interfaces 2017, 9, 11000-11008.

23.     Dampe-Collaboration, Direct detection of a break in the teraelectronvolt cosmic-ray spectrum of electrons and positrons. Nature 2017, 552 (7683), 63-68.

24.     Xie, L.;  Yao, H.;  Duan, J.;  Chen, Y.;  Lyu, S.;  Khan, M.;  Mo, D.;  Liu, J.;  Sun, Y.; Hou, M., Investigation of optical properties of Cu/Ni multilayer nanowires embedded in etched ion-track template. Applied Surface Science 2016, 388, 155-159.

25.     Yao, H.;  Cheng, Y.;  Zeng, J.;  Mo, D.;  Duan, J.;  Liu, J.;  Zhai, P.;  Sun, Y.; Liu, J., Bivalent ion transport through graphene/PET nanopore. Applied Physics a-Materials Science & Processing 2016, 122 (5).

26.     Li, Z.;  Liu, Y.;  Zhao, Y.;  Zhang, X.;  Qian, L.;  Tian, L.;  Bai, J.;  Qi, W.;  Yao, H.;  Gao, B.;  Liu, J.;  Wu, W.; Qiu, H., Selective Separation of Metal Ions via Monolayer Nanoporous Graphene with Carboxyl Groups. Analytical Chemistry 2016, 88 (20), 10002-10010.

27.     Yao, H.;  Xie, L.;  Duan, J.;  Mo, D.;  Chen, Y.;  Lv, S.;  Liu, J.; Sun, Y., X-ray photoelectron spectroscopy of gold nanowire arrays embodied in ion-track template. Phys. Status Solidi C 2015, 12, 4.

28.     Zeng, J.;  Yao, H.;  Mo , D.;  Duan, J.;  Liu , J.;  Cao, D.;  Zhai , P.;  Liu, J.; Sun , Y., Ion current rectification effect of porous graphene membrane. Phys. Status Solidi C 2015, 12, 30-34.

29.     Li, Z.;  Wang, C.;  Tian, L.;  Bai, J.;  Yao, H.;  Zhao, Y.;  Zhang, X.;  Cao, S.;  Qi, W.;  Wang, S.;  Shi, K.;  Xu, Y.;  Zhang, M.;  Liu, B.;  Qiu, H.;  Liu, J.;  Wu, W.;  Wang, X.; An, W., An embryo of protocells: The capsule of graphene with selective ion channels. Scientific Reports 2015, 5.

30.     Yao, H.;  Guenel, H. Y.;  Bloemers, C.;  Weis, K.;  Chi, J.;  Lu, J. G.;  Liu, J.;  Gruetzmacher, D.; Schaepers, T., Phase coherent transport in InSb nanowires. Applied Physics Letters 2012, 101 (8).

31.     Yao, H.;  Mo, D.;  Duan, J.;  Chen, Y.;  Liu, J.;  Sun, Y.;  Hou, M.; Schaepers, T., Investigation of the surface properties of gold nanowire arrays. Applied Surface Science 2011, 258 (1), 4.

32.     Yao, H.;  Duan, J.;  Mo, D.;  Guenel, H. Y.;  Chen, Y.;  Liu, J.; Schaepers, T., Optical and electrical properties of gold nanowires synthesized by electrochemical deposition. Journal of Applied Physics 2011, 110 (9), 94301-94307.

（ 1 ） 锂离子电池用新型高性能三维复合集流体, 负责人, 地方任务, 2025-03--2028-03
（ 2 ） 基于离子束辐照技术的新型纳滤膜制备、微观结构及其分离过程机制研究, 负责人, 国家任务, 2024-01--2027-12
（ 3 ） 用于饮用水深度处理的多孔石墨烯纳滤膜研制, 负责人, 地方任务, 2020-01--2021-12
（ 4 ） 质量评价导向的特种膜中药绿色制造技术及其专属装备集成研究, 参与, 国家任务, 2019-12--2021-12
（ 5 ） 多孔石墨烯纳滤膜可控制备及其铀分离性能研究, 负责人, 国家任务, 2018-01--2021-12
（ 6 ） 石墨烯/聚合物复合纳米孔制备及其性质研究, 负责人, 国家任务, 2016-01--2019-12
（ 7 ） 一维纳米材料辐照损伤效应研究, 负责人, 国家任务, 2013-01--2016-12
（ 8 ） 一维新型纳米材料研制, 负责人, 中国科学院计划, 2012-01--2015-12
（ 9 ） 一维巨磁阻纳米材料制备与性能研究, 负责人, 国家任务, 2011-01--2013-12
（ 10 ） 一维巨磁阻传感器制备与性能研究, 负责人, 地方任务, 2011-01--2012-12
（ 11 ） 一维巨磁阻传感器制备与性能研究, 负责人, 中国科学院计划, 2010-01--2012-12

（1）核孔膜研制及其在离子分离和电池隔膜中的应用   2021新膜与新膜过程及其应用研讨会   姚会军   2021-06-12
（2）Selectively enhanced ion transport in graphene oxide membrane/PET conical nanopore system   美国联合会先进功能材料会议   2019-08-20
（3）Ion introduced defects in graphene and their applications on ion separation and transport   加速器技术在科学研究和工业中的应用   Huijun Yao   2018-08-12
（4）Giant rectification effect in PET suspended graphene nanopore   快重离子与材料相互作用   Yao huijun, Jian Zeng, Dan Mo, Jinglai Duan, Jie Liu, Youmei Sun   2015-05-18
（5）Ionic current rectification of graphene nanopore formed by irradiation   欧洲材料学会春季会议   Huijun Yao, JianZeng, Dan Mo, Jinglai Duan, Jie Liu, Youmei Sun   2014-04-25
（6）重离子径迹模板中金纳米线光学性质研究   第十一届全国固体核径迹学术会议   姚会军，刘杰，孙友梅，段敬来，莫丹，曹殿亮，曾健   2012-10-23
（7）Optical Properties of Gold Nanowires in Etched Ion-track Template   离子束材料改性国际会议   Yao Huijun, Duan Jinglai, Mo Dan, Chen Yonghui,    2012-09-03
（8）Optical Properties of Gold Nanowires in Etched Ion-track Template   离子束材料改性国际会议   Yao Huijun, Duan Jinglai, Mo Dan, Chen Yonghui, Liu Jie, Sun Youmei   2012-09-02
（9）重离子径迹模板中金纳米线的光学和电学性质研究   第一届全国高能加速器战略研讨会暨用户年会   姚会军，段敬来，莫丹，陈永辉，刘杰，孙友梅   2011-08-26
（10）Field dependent transport properties and conductance fluctuations of InSb nanowires   德国物理年会   Yao Huijun   2011-03-14
（11）Transport properties of InSb nanowires    尤利希-亚琛工大纳米电子学讨论会   Yao Huijun   2010-10-04

中国科学院官网报道纳米材料室科研进展

8、中国团队研发出耐高温电池隔膜制备新工艺 助力提升锂电池安全性(20241110)

7、近代物理所等在利用离子径迹技术开展离子管理膜研究方面获进展(20240814)

6、聚醚酰亚胺亚纳米多孔分离膜研究获进展(20231222)

5、近代物理所等在耐高温锂离子电池隔膜研究中获进展(20240105)

4、近代物理所制备出可穿戴柔性多孔汗液传感器(20230711)

3、近代物理所单石墨烯纳米孔调控离子输运研究获进展(20221129)

2、近代物理所在一维/二维复合结构反电渗析发电研究中获进展(20220620)

1、近代物理所在聚合物亚纳米孔道研制方面获进展(20210312)

纳米材料室科普文章

3、应用型新技术---中国科学院近代物理所ACS Nano：“离子径迹技术”开发耐高温隔膜

2、汗液中的健康密码：重离子辐照技术助力创新可穿戴柔性多孔汗液传感器

1、打造离子“指挥官”，锂电池安全装备新升级

1、2022年度甘肃省专利奖，一等，排名第6

2、2024年度中国专利优秀奖，排名第6

3、2024年度甘肃省科技进步奖，一等，排名第4

4、2025年度甘肃省自然科学奖，二等，排名第1

(1) 德国Juelich研究中心，开展一维半导体纳米材料电学输运性质合作；
(2) 德国重离子研究中心，开展高能重离子在材料辐照方面合作研究； 
(3) 美国南加州大学， 一维纳米材料制备与性质研究；
(4) 美国佛罗里达大学，开展石墨烯/纳米孔的离子分离和过滤，整流效应研究；

(5) 美国堪萨斯大学，金属纳米颗粒/石墨烯拉曼增强研究；

(6) 兰州大学，核技术及应用、分离膜、电化学储能；

(7)北京大学， 重离子微孔膜制备及离子输运行为研究

学生所获奖励

1. 2013级  谢   璐         获2015年度国家奖学金

2. 2017级  程亚雄         获2021年度“朱李月华优秀博士生奖”

3. 2020级  桂小钰         获2022年度国家奖学金

4. 2021级  解建军         获2023年度国家奖学金

5. 2019级  郭再超         获2023年度“朱李月华优秀博士生奖”

6. 2022级  张琦忠         获2024年度“朱李月华优秀博士生奖”

7. 2022级  张琦忠         获2025年度   中国科学院院长优秀奖

已指导学生

1. 谢璐      硕士研究生  085204-材料工程         2016年

2. 程亚雄  硕士研究生  070205-凝聚态物理     2017年

3. 董钰华  硕士研究生  085204-材料工程         2019年

4. 程亚雄  博士研究生  070205-凝聚态物理     2021年

5. 吴书航  硕士研究生  070205-凝聚态物理     2021年

6. 王星凡  硕士研究生  070205-凝聚态物理     2022年

7. 董钰华  博士研究生  070205-凝聚态物理     2022年

8. 齐鑫昌 硕士研究生  085204-材料工程         2022年

9. 马圣明  硕士研究生  070205-凝聚态物理     2022年

10. 赵卓      博士研究生  070205-凝聚态物理     2023年

11. 桂小钰  硕士研究生  085600-材料与化工     2023年

12. 张振华  硕士研究生  085600-材料与化工     2023年

13. 梁志豪 硕士研究生   070205-凝聚态物理     2024年

14.  解建军 硕士研究生   070205-凝聚态物理     2024年

15. 郭再超 博士研究生   070205-凝聚态物理      2024年

16. 马靖怡 硕士研究生   085600-材料与化工      2025年

17. 张琦忠 博士研究生   070205-凝聚态物理      2025年

现指导学生

侯博瑞  博士研究生  070205-凝聚态物理 

李炫霖  博士研究生  070205-凝聚态物理

方孟玲  硕士研究生  085600-材料与化工

吴旋旋 硕士研究生   070205-凝聚态物理

Muhammad Junaid 博士研究生 070205-凝聚态物理

唐娇    博士研究生  070205-凝聚态物理

宁志刚   硕士研究生  070205-凝聚态物理 

黄鑫      硕士研究生  070205-凝聚态物理