学术交流

武汉光电论坛第158期


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报告题目:从二维至三维互相关:光学方法与性能评估

Taking Correlation from 2D to 3D: Optical Methods and Performance Evaluation



时     间:2019年5月30日15:00-17:00

地     点:武汉光电国家研究中心A101

报 告 人:Prof. Partha P. Banerjee,美国戴顿大学

邀 请 人:付  玲  教授

 

报告人简介:

Partha P. Banerjee, 美国戴顿大学光电系现任系主任、教授。2000-2005年,曾任戴顿大学电子与计算机工程系系主任。在戴顿大学任职之前,1991-2000年,他任职于阿拉巴马大学汉茨维尔分校,1984-1991年任职于雪城大学。研究领域主要包括:数字与动态全息成像,光致折射材料,光学超材料,非线性光学,以及光学捕捉。Banerjee教授为美国光学学会(OSA)会士、国际光学工程学会(SPIE)会士、物理学会(FInstP)会士、电气与电子工程师协会高级会员。他曾于1987年获得美国国家科学基金会青年学者奖。在戴顿大学,他建立了全息成像与超材料实验室(HAM)。他分别于2010、2016、2019年组织了关于数字全息成像的OSA国际会议,并于2012-2016担任Applied Optics专题编辑。2014-2016年,他曾任OSA环境监测委员会主席。迄今为止,Banerjee教授已出版5本专著,超过135篇期刊论文,超过150篇/场会议论文/报告,以及一项专利。他已指导24位博士与16名硕士获得学位。他还积极参与了华中科技大学工程科学学院、光电学院的国际合作交流,建立了学生交换、人才培养的新项目。


Biography:

Partha P. Banerjee is Professor and Chair of the Department of Electro-Optics and Photonics (EOP) at the University of Dayton (UD), and Professor of Electrical and Computer Engineering (ECE) where he was Chair from 2000-2005.  Prior to UD, he was with the University of Alabama in Huntsville from 1991-2000, and with Syracuse University from 1984-1991.  His research interests include digital and dynamic holography, photorefractives, optical metamaterials, nonlinear optics, and optical trapping.  He is Fellow of Optical Society of America (OSA), International Society of Photonics Engineers (SPIE) and the Institute of Physics (FInstP), and senior member of Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE).  He received the NSF Young Investigator Award in 1987.

At UD, Dr. Banerjee established the Holography and Metamaterials (HaM) lab.  He has organized the OSA international meeting on Digital Holography in 2010, 2016 and 2019, and was Topical Editor for Applied Optics from 2012-2016. He was also Chair of the OSA Environmental Monitoring Committee from 2014-2016.  To date, Dr. Banerjee has published 5 textbooks, over 135 refereed journal papers, and over 150 conference papers/ presentations, and holds 1 patent.  He has supervised 24 PhD dissertations and 16 MS theses. He also actively participated in the international cooperation of the School of Engineering Sciences (SES) and the School of Optical and Electronic Information (SOEI) of Huazhong University of Science and Technology (HUST), and established new programs for student exchange and talent cultivation.


报告摘要:

报告首先将回顾利用光致折射材料的二维互相关。基于光致折射光束耦合的联合变换相关器,其性能将通过品质参数(例如:差别比、峰-相关能量平面比、峰-噪声比等)对光致折射增益参数、典型参考光的光束比以及信号图像的依赖来决定。此外,三维图像的互相关将通过它们的二维数字全息的互相关引入。用来评估二维图像互相关的重要品质参数将应用于全息图的互相关。品质参数将通过作为二维图像的数字记录全息图以应用于物体高度的鉴定。基于获得的结果以及对应的品质参数作为评估标准,结果展示了对物体表面高度精确识别的前景。


Abstract: 

Correlation of two dimensional (2D) images using photorefractive materials are first reviewed.  The performance of a joint transform correlator based on photorefractive beam coupling is analyzed by determining the dependence of typical figures of merit such as the discrimination ratio, peak-to-correlation plane energy ratio, peak-to-noise ratio, etc. on the photorefractive gain coefficient and beam power ratio using typical reference and signal images.  Furthermore, correlation of three dimensional (3D) images is introduced as the correlation of their 2D digital holograms.  Critical figures of merit used for assessment of 2D correlation of images are applied to the correlation of holograms.  Figures of merit are applied for object height identification using digitally recorded holograms as the 2D images. Results show  the potential for accurate object height recognition based on obtained results corresponding to figures of merit as an assessment metric.



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武汉光电论坛第157期


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报告题目:从蛋白质结构和动力学到丝纤维和药物开发

From Protein Structure and Dynamics to Silk Fibers and Drug Development


时     间:2019年5月29日10:00-12:00

地     点:武汉光电国家研究中心A101

报 告 人:杨代文  教授, 新加坡国立大学

邀 请 人:叶朝辉  院士

 

报告人简介:

杨代文教授1991年从中国科学院武汉物理与数学研究所毕业获得博士学位,在日本和加拿大接受博士后培训后,于1997年至2000年在加拿大多伦多大学担任高级研究助理,2001年加入新加坡国立大学担任助理教授,2011年晋升为终身正教授。杨代文教授及其课题组专注于核磁共振方法学,蛋白质结构和动力学研究,重组蛋白质蜘蛛丝纤维的生产,基于结构的药物设计,以及针对传染病的蛋白质疫苗的开发。


Biography:

Yang Daiwen obtained the Ph.D. degree from Wuhan Institute of Physics and Mathematics,Chinese Academy of Sciences in 1991. After receiving postdoctoral training in Japan and Canada, he worked as a senior research associate at University of Toronto from 1997 to 2000. He joined NUS as an assistant professor in 2001 and was promoted to a tenured full professor in 2011. Professor Yang’s group focuses on researches in NMR methodology, protein structure and dynamics, production of spider silk fibers from recombinant proteins, structure-based drug design, and development of protein-based vaccines against infectious diseases. 


报告摘要:

蛋白质是由氨基酸组成的生物大分子。它们在生物体内发挥各种不可缺少的功能。还有一些蛋白质可以组装形成纤维,如蚕丝和蜘蛛丝。鉴于重要的功能,蛋白质已被深入研究,并且重组蛋白质在医学(作为药物,疫苗,诊断试剂和药物靶标),工业(作为酶)和生物工程(作为材料)中都具有广泛的应用。为了理解蛋白质如何发挥作用并进一步设计它们以实现预期目标,有必要揭示蛋白质结构 - 动力学 - 功能关系。在本演讲中,我将向您们展示使用核磁共振技术获得的蛋白质的结构和动力学以及它们与功能的关系。此外,我将演示如何基于结构设计蜘蛛丝状蛋白质并且最终生产人造丝,如何根据结构和动态信息发现药物先导化合物,以及为什么结构信息对基于蛋白质的疫苗设计很重要。


Abstract: 

Proteins are biopolymers made of amino acids. They perform a variety of functions within organisms, and some proteins can assemble to form fibers such as silkworm silk and spider silk.  Given the important functions, proteins have been studied intensively and recombinant proteins have wide applications in medicine (as drugs, vaccines, diagnostic reagents, and drug targets), industry (as enzymes), and bioengineering (as materials).  In order to understand how proteins function and further engineer them for desired objectives, it is necessary to reveal their structure-dynamics-function relationship.  In this presentation, I will show you the structures and dynamics of a number of proteins as well as their relationship to function, which were obtained using nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Moreover, I will demonstrate how artificial silk can be produced from spider-silk-like proteins designed based on our structures, how drug lead is identified based on structural and dynamic information, and why structural information is important for protein-based vaccine design.



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武汉光电论坛第156期


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报告题目:第四次工业革命中的有机半导体技术

Organic Semiconductors in the Fourth Industrial Revolution



时     间:2019年5月28日10:00-12:00

地     点:光电国家研究中心A301

报 告 人:Prof. Bernard Kippelen,美国佐治亚理工学院

邀 请 人:周印华  教授

 

报告人简介:

Bernard Kippelen教授是美国佐治亚理工学院电子与计算机工程学院Joseph M. Pettit讲席教授。他的研究兴趣从研究有机纳米薄膜中的基础物理过程(非线性光学行为,电荷传输,光捕获与发射),到可印刷轻质、柔性光电子器件的设计、制备与性能分析。他是佐治亚理工学院欧洲校区创新平台Institut Lafayette (位于法国梅茨) 的共同创始人和主席,并且担任了佐治亚理工学院有机光电子中心主任。同时,Bernard Kippelen教授也是国际光学工程学会会士(SPIE Fellow)和美国光学学会会士(OSA Fellow)。


Biography:

Bernard Kippelen is the Joseph M. Pettit Professor of Electrical and Computer Engineering at the Georgia Institute of Technology, located in Atlanta, GA, USA. His research interests range from the investigation of fundamental physical processes (nonlinear optical activity, charge transport, light harvesting and emission) in organic-based nanostructured thin films, to the design, fabrication and testing of light-weight flexible optoelectronic devices based on hybrid printable materials. He is a co-founder and co-President of the Institut Lafayette, an innovation platform located on Georgia Tech’s European campus Georgia Tech Lorraine (Metz, France), and serves as Director of the Center for Organic Photonics and Electronics on the Georgia Tech campus in Atlanta. He is the fellow of Optical Society of America (OSA) and the fellow of Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE).


报告摘要:

在这次演讲中,我们将讨论可印刷有机共轭半导体分子和聚合物将如何产生革新性的技术。我们将呈现关于各种固态器件的最新进展,包括有机发光二极管(OLEDs),有机光电探测器(OPDs),有机光伏器件(OPVs)和有机薄膜晶体管(OTFTs)。讲座将着重讲述器件中界面的重要性,也会给出一些例子去说明如何设计界面的电学性质。我们将展示一种简单的薄膜掺杂技术,通过将薄膜浸入杂多酸盐溶液中,使有机半导体薄膜表面被有限深度的掺杂。这种方法将大大降低该类器件的制备成本,简化器件结构,并且可以用于制备全印刷有机器件。为了说明该方法的简易性和通用性,我们将讨论如何构建具有简化结构的高性能有机太阳能电池。最后,我们将介绍近期我们关于有机薄膜晶体管(OTFTs)稳定性研究进展,表明有机光电子器件可以实现比非晶硅器件具有更高的稳定性。


Abstract: 

In this talk, we will discuss how printable organic conjugated semiconducting molecules and polymers are creating new disruptive technologies that are impacting all industries. We will present recent advances in various solid-state device platforms including, organic light-emitting diodes (OLEDs), organic photodetectors (OPDs), organic photovoltaic devices (OPVs), and organic thin-film transistors (OTFTs). We will emphasize the importance of interfaces in devices and show examples on how to engineer their electrical properties. We will present a simple processing technique for the electrical doping of organic semiconductors over a limited depth near the surface of the film that is based on immersing the film into a polyoxometalate solution. Such approached can drastically reduce the fabrication cost of such devices, simplify device architecture, and lead to all-organic devices fabricated by all-additive printing techniques. As an illustration of the simplicity and versatility of this process we will discuss how high-performance organic solar cells with simplified architecture can be implemented. Finally, we will present the results of a detailed operational lifetime study of OTFTs showing that organic photonics and electronics can yield a stability level superior to that of amorphous silicon.



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       5月6日,受武汉光电国家研究中心谢长生教授邀请,武汉虹拓新科技有限责任公司董事长、华中科技大学客座教授曹祥东做客武汉光电论坛第155期,在题为《下一代飞秒光纤激光器及其应用》的报告中,他阐述了下一代飞秒激光器在多个前沿方向的新应用。

      

       曹祥东教授从1994年获得美国罗切斯特大学光纤博士学位后,一直从事超快激光的研究,2006年回国创业成立了中国首家光纤飞秒激光器公司,担任科技部973、863、自然科学基金重大仪器专项课题负责人,科技部重大支撑项目PI。

 

       在报告中,曹祥东教授首先指出未来飞秒激光器虽然暂时在能量和脉宽上仍比不上传统的固体飞秒激光器,但是掺Yb光纤飞秒激光器的重复频率能达到108,总效率大于30%,远优于传统固体飞秒激光器的1Hz重复频率及0.1%总效率,并且能够做到集成化、小型化和低成本化,可以应用于小尺寸系统,有利于飞秒激光器的商用化。他还指出,飞秒技术的核心挑战是非线性,尤其是想要实现紧凑光纤纤芯及长相互作用距离下的高峰值功率,并且降低克尔效应下对输出光束质量及光纤寿命下降的问题。

 

       曹祥东教授指出,光纤飞秒激光器可以进行多种前沿方向研究,包括飞秒4D成像、全光纤超快连续成像技术(DFT)、飞秒探针、太赫兹时域光谱仪、钙钛矿薄膜太阳能飞秒加工、飞秒激光热电材料处理、飞秒光刻机、千瓦级高功率光纤飞秒激光器,以及结合纳米超材料的10GHz超高速激光扫描等。飞秒光纤激光器也是涉及科学仪器、新能源、航空航天技术、新材料、信息、生命科学、先进制造以及核物理等多领域的新技术。其中曹祥东教授重点讲解了大功率光纤飞秒激光器设计中的相干合束技术,该技术有望应用于核废料嬗变、粒子加速、极紫外光刻、化学药剂中和,以及空间碎片清除等方向。

 

       目前曹祥东教授已经将光纤飞秒激光器缩小至名片尺寸,下一步有望集成到光子芯片中。另外,他还引入了人工智能技术,使得光纤飞秒激光器能够自我设计,自动进化,实现自适应功能。

 

华中科技大学武汉光电国家研究中心谢长生教授主持本期论坛,武汉光电国家研究中心副主任朱䒟教授为曹祥东教授颁发了“武汉光电论坛”纪念盘,来自光电国家研究中心、华科大光电学院、武汉大学、武汉理工大学等多个院校的师生倾听了本次报告并踊跃交流。


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(责任编辑:胡晓莺)

 

 

 


4月10日,受武汉光电国家研究中心肖泽文教授的邀请,东京工业大学元素战略研究中心创始主任和荣誉教授、伦敦皇家学会的外籍院士、全球高被引科学家细野秀雄做客武汉光电论坛第154期,研究中心副主任周军教授为其颁发了“武汉光电论坛”纪念盘,来自光电国家研究中心、光电学院、材料学院等不同院系的众多师生参加了此次报告会。

在题为《新材料研究的魅力和影响》的报告中,细野秀雄教授指出了革新性的材料创造对于社会发展有着巨大的推进作用。

在这次讲座中,细野秀雄教授首先为我们介绍了通电水泥金属化的发现,命名为C12A7。这种技术可以使像水泥这种随处可见的物质具有像稀有元素那样性能的材料,这样可以减少稀有元素的使用量,从而节约资源。

然后细野教授给我们讲解了其团队发现p型透明氧化物半导体,实现最初的氧化物紫外发光二极管,并成功开发IGZO透明不定形氧化物的研究过程。IGZO是由In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)、O(氧)构成的透明半导体。非晶IGZO-TFT应用于驱动大尺寸OLED TV,广泛用作三星、夏普(供给富士通、索尼、东芝、小米等)的电视、电脑等电子产品的屏幕。

细野教授最后介绍了高临界温度铁基超导体LaFeOP的发现,推翻了铁磁性与超导不相容的旧观念(BCS理论),这个发现改写了教科书,基于其巨大的实用化潜力,激发了全球科学家的竞争心。它成功地消除了铁的磁力,在停滞不前的超导领域开辟了一条崭新的道路。他详细讲解了电子在超导晶体中看作阴离子的情形。由于超导体的零电阻特性,该发现可以应用于更大容量的输电电缆,从而实现节能传输。

细野教授的座右铭是“All or Something”,世界上的事物并不是全有或全无。“仔细思考,全力而为,必有所得”。在讲座上,细野教授细心回答现场师生踊跃的提问,并且鼓励年轻人们勇于探索未知的世界,勇于做自己喜欢的研究。

细野秀雄教授获得诸多国际奖项,包括日本国际奖,Von Hippel奖(美国材料研究学会),James C. McGroddy奖(美国物理学会),Jan Raychman奖(国际信息显示学会),汤森路透引文桂冠奖(物理学)。细野秀雄是材料科学的大家,数十年来成就甚多,其包括:透过离子注入创造新氧化物光电材料、阐明并利用玻璃中的缺陷点制造新感光材料、发明磷酸盐微多孔结晶玻璃、发现新光学变化(以玻璃氧化的光及游离辐射常磁性为中心)、确立无定形二氧化硅的离子注入效果、确立奈米结晶分散非线性光学材料的制造与应用等。

 

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(责任编辑:胡晓莺)

武汉光电论坛第155期

 

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报告题目:下一代飞秒光纤激光器及其应用
Next Generation Femtosecond Fiber Lasers And Applications

时      间:2019年5月6日10:00-12:00
地      点:武汉光电国家研究中心A101
报 告 人:曹祥东  教授, 武汉虹拓新技术有限责任公司
邀 请 人:谢长生  教授
 
报告人简介:
曹祥东,国家特聘专家,美国罗彻斯特大学光学博士,密西根大学博士后,武汉虹拓新技术有限责任公司董事长,武汉光电国家研究中心兼职教授,湖北欧美同学会·湖北留学人员联合会常务理事,“重点华侨华人创业团队”领军人。曾任西门子资深研究员(DMTS),北方电信、Qtera首席科学家,创立多家高科技公司。发明的100G全光信号处理技术曾荣获CLEO的“Post-Deadline”,研发设计出世界第一个超长距离波分复用传输系统,超高精度色散管理技术入选2012年度OFC“光通信全球六大科技创新”。创立了中国首家光纤飞秒激光器公司,担任科技部973、863、自然科学基金重大仪器专项课题负责人,科技部重大支撑项目PI。

Biography:
Dr. Cao obtained his Ph.D from University of Rochester, continued his Postdoctoral fellowship at the University of Michigan. He is currently an adjunct professor at WNLO. He was a distinguished member of technique staff(DMTS) at Siemens, Chief Scientist at Nortel/Qtera. He has founded/co-foundedFounder multiple high-tech start-ups. He demonstrated world’s first 100G all-optic logic gates, invented world’s first ultralong haul DWDM optical transmission system. His work of ultra-high precision dispersion management was selected as “Six Technologies to Watch” at OFC 2012. He founded China’s first femtosecond fiber laser company, served as project leader and PI for MOST 973, 863, NSF.

报告摘要:
飞秒激光器,尤其是飞秒光纤激光器,已成为科学研究和工业应用中的热点之一。但大规模的商业应用仍面临着一些重大挑战。未来的数字光制造、材料科学和医疗应用对光纤激光器也提出了新的要求,如超小型化、超大功率和数字编码/同步等。最后我们将讨论超大规模相干合束技术。

Abstract:
Femtosecond lasers have become one of the hottest topics for both scientific and industrial applications, especially fiber based femtosecond laser. However, there are still several key challenges to overcome before large scale industrial applications become possible. More importantly future digital photonic manufacturing, material science, and medical applications require new concept of femtosecond fiber lasers such as ultra-compactness, multi-kW power, and digital coding/synchronization. Lastly future ultra-large scale coherent beam combining (CBC) will be discussed.


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武汉光电论坛第154期

 

报告题目:新材料研究的魅力和影响
Attraction and Impact of New Materials Research


时     间:2019年4月10日10:00-12:00
地     点:武汉光电国家研究中心A101
报 告 人:细野秀雄 教授,东京工业大学
邀 请 人:肖 泽 文   教授
 
报告人简介:
细野秀雄教授是东京工业大学元素战略研究中心的创始主任和荣誉教授、伦敦皇家学会的外籍院士和全球高被引科学家。细野秀雄教授获得诸多国际奖项,包括日本国际奖,Von Hippel奖(美国材料研究学会),James C. McGroddy奖(美国物理学会),Jan Raychman奖(国际信息显示学会),汤森路透引文桂冠奖(物理学)。

Biography:
Dr. Hideo Hosono is a honorary institute professor and the founding director of Materials Research Center for Element Strategy, Tokyo Institute of Technology. He is a foreign fellow of Royal Society of London, a highly cited researcher and have received many awards including Japan Prize, Von Hippel Prize (MRS), James McGroddy Prize (APS), Jan Raychman Prize (SID), Thomson-Reuter Citation Award in Physics.

报告摘要:
在这次讲座中,将介绍三部分亮点研究工作及其研究目的和基本思想:(1)高临界温度铁基超导体的创造:打破以往普遍认定铁元素不利形成超导的观点(2)透明氧化物半导体的创造及在其显示器中的应用:非晶IGZO-TFT应用于驱动大尺寸OLED TV等;(3)室温稳定的电子化合物的实现及用于合成氨的电子化合物催化剂:材料科学的一个主题。

Abstract:
Highlights of this research are summarized as follows:(1) Creation of high Tc Iron-based superconductors Iron with large magnetic moment was believed to be harmful for emergence of superconductivity;(2) Creation of transparent oxide semiconductors and practical implementation to displays TFTs with amorphous oxide semiconductors represented by IGZO are used to drive large-sized OLED TV et al.;(3) Realization of RT stable electride and electride catalyst for ammonia synthesis at condition Research of electride materials is a topic in materials science In this lecture, I introduce three research lights along with motivation and fundamental idea.

 

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2019年4月3日,受武汉光电国家研究中心陈学文教授邀请,德国马克思普朗克学会光学研究所主任Vahid Sandoghdar教授做客武汉光电论坛第153期,带来了题为“光与物质相互作用的效率:从纳米量子光学到纳米生物光子学”的精彩学术报告。陈学文教授主持报告会,华中科技大学副校长张新亮教授为其颁发了“武汉光电论坛”纪念盘。来自光电研究中心、物理学院、生命科学学院等不同院系的众多师生参加了此次报告会。

在纳米尺度下,光与物质的相互作用是诸如吸收、辐射、散射等基础光学过程的核心问题,同时光与物质高效的进行相互作用,可以极大地促进片上量子信息网络的构建。Sandoghdar教授从干涉这一简单的光与物质相互作用方式为切入点,介绍了近十年中,其科研团队通过包括极低温条件下提高有机单分子吸收截面、衍射极限尺寸聚焦激光激发,光学谐振腔加速辐射体吸收辐射循环过程等不同方法成功提高了光与辐射体的作用效率,实现了单光子和单分子接近100%效率的耦合。Sandoghdar教授还介绍了其团队独立提出并发展的一套基于散射原理(光与物质相互作用的另一种表现形式)的散射干涉成像技术,这一技术不依赖于任何荧光标记,同时还具有很高的时间响应度与图像对比度,报告中展示的一系列实验结果显示了这一技术在单病毒、蛋白质的标记与追踪、细胞分裂的实时成像、脂质分泌物探测等方面的成功应用,是未来高灵敏度生物传感器的极具潜力的选择。

Sandoghdar教授的报告生动幽默,表达形式通俗易懂。此次报告既开阔了广大师生的视野、也拓宽了大家的科研思维。除了作客武汉光电论坛,Sandoghdar教授还参观了研究中心的展厅和平台,与感兴趣的老师进行了面对面交流。

 

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(责任编辑:胡晓莺)

武汉光电论坛第153期

 

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报告题目:光与物质相互作用的效率:从纳米量子光学到纳米生物光子学
Efficiency in The Interaction of Light and Matter: From Nano-quantum Optics to Nanobiophotonics


时     间:2019年4月3日16:00-18:00
地     点:光电国家研究中心A101
报 告 人:Prof. Vahid Sandoghdar,德国马克斯普朗克学会光学研究所
邀 请 人:陈学文  教授
 
报告人简介:
Vahid Sandoghdar教授分别于1987年和1993年在加州大学戴维斯分校和耶鲁大学获得物理学学士学位和博士学位。在法国巴黎高等师范学院博士后研究之后,他来到德国康斯坦茨大学独立开辟了新的研究方向——将单分子光谱学、扫描探针显微术和量子光学相结合。2001年,他在瑞士苏黎世联邦理工学院物理化学实验室获得讲席教授职位;2011年,他受聘成为新成立的位于埃尔朗根的马克斯普朗克学会光学研究所主任, 同时获聘德国“洪堡教授”,任教埃尔朗根-纽伦堡大学。作为发起人,他推动马普学会、埃尔朗根-纽伦堡大学和大学医院成立了物理与医学研究中心,这一研究中心旨在利用物理和数学的方法解决医学研究中的基础性问题。
Sandoghdar教授是纳米光学的奠基人之一,融合各种技术和研究领域来探究在纳米尺度下光与物质相互作用的基本物理现象。他目前的研究方向涵盖了量子光学,表面等离子激元、超高分辨率显微术和纳米生物物理学。

Biography:
Vahid Sandoghdar obtained his B.S. in physics from the University of California at Davis in 1987 and Ph.D. in physics from Yale University in 1993. After a postdoctoral stay at the Ecole Normale Supérieure in Paris he moved to the University of Konstanz in Germany, where he started a new line of research to combine single molecule spectroscopy, scanning probe microscopy and quantum optics. In 2001, he accepted a chair at the Laboratory of Physical Chemistry at ETH in Zurich, Switzerland. In 2011, he became director at the newly established Max Planck Institute for the Science of Light in Erlangen and Alexander von Humboldt Professor at the University of Erlangen-Nuremberg in Germany. He is the founder of the new Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin, a joint research center that aims to address questions in fundamental medical research with physical and mathematical methods.
Sandoghdar is one of the founders of the field of Nano-Optics, which merges various methods and research areas to investigate fundamental issues in the interaction between light and matter at the nanometer scale. His current research ranges from quantum optics, plasmonics and ultrahigh resolution microscopy to nanobiophysics.

报告摘要:
纳米尺度光与物质的相互作用是诸如吸收、辐射、散射等基础光学过程的核心问题。在过去的二十年中,我们实现了一系列的实验来以可控的方式研究单光子、单分子、单纳米颗粒之间的相互作用。本次报告中,我将会展示我们实现的单光子和单分子接近100%效率的耦合的相关实验研究。同时,我还会阐述一些基本物理机理是如何在量子光学中发挥重要作用的,例如,干涉,它可以帮助我们以很高的空间和时间分辨率来探测诸如病毒,小蛋白质分子等生物纳米物质。

Abstract:
Light-matter interaction at the nanometer scale lies at the heart of elementary optical processes such as absorption, emission or scattering. Over the past two decades, we have realized a series of experiments to investigate the interaction of single photons, single molecules, and single nanoparticles in a controlled fashion. In this presentation, I will report on recent studies, where we reach near-unity efficiency in the coupling of single photons to single molecules. Furthermore, I will show how the underlying mechanisms that play a central role in quantum optics, e.g. interference, help detect single biological nanoparticles such as viruses and small proteins with high spatial and temporal resolutions.


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2019年3月27日,受武汉光电国家研究中心王鸣魁教授邀请,英国诺桑比亚大学傅永庆教授做客武汉光电论坛第152期,并做了题为“纳米结构智能薄膜及其传感和驱动应用”的精彩报告。报告深受广大师生的欢迎与好评,并为纳米智能薄膜在集成传感、微执行器、微流体和芯片上的应用开拓了新思路。

在热烈的掌声中傅永庆教授开始了他的报告。他首先介绍了纳米结构智能薄膜的结构特性以及应用,然后再结合自己团队的工作经历详细介绍了纳米结构智能薄膜的应用实例。

傅永庆教授团队利用水热法制备出了形状记忆聚合物,通过对形状聚合物进行结构分析,发现形状记忆聚合物在光、热等外界条件的可伸缩性,最后将形状记忆聚合物应用于生物医学中的生物支架,伤口绷带以及光学光栅。另外,傅永庆教授团队基于水热纳米线,纳米棒和纳米花,制备出纳米金属氧化物气体传感器。最后,傅永庆教授团队基于微流体学和芯片上实验室应用的压电薄膜材料,利用声波对血液中细胞进行排序,可应用于血液检测。在介绍完智能薄膜的成果之后,现场气氛活跃,师生踊跃提问。对于提问者的问题,傅教授一一详细解答,提问者都受益颇多。

傅永庆教授就职于英国诺桑比亚大学,在微纳米材料技术,压电MEMS器件,智能材料研究,特别是在薄膜表面声波微流体及芯片及薄膜形状记忆合金和聚合物研究等领域有很高的国际声望。目前已发表著作两部, SCI期刊论文数为308篇。同时傅永庆教授并受邀请做重要国际学术会议主题报告超过20次。傅永庆教授是国际薄膜协会欧洲区主席、英国物理学会会员、美国机械工程学会会员、国际电子电气工程协会会员。

华中科技大学武汉光电国家研究中心王鸣魁教授主持本期论坛,武汉光电国家研究中心朱䒟教授为傅永庆教授颁发了“武汉光电论坛”纪念盘,来自光电国家研究中心、物理学院和化学学院、材料学院等多个学院的师生倾听了本次报告并踊跃交流。

 

(责任编辑:胡晓莺)

武汉光电论坛第152期

 

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报告题目:纳米结构智能薄膜及其传感和驱动应用
Nanostructured Smart Thin Films and Its Sensing and Actuation Applications

时     间:2019年3月27日10:00-12:00
地     点:光电国家研究中心A101
报 告 人:傅永庆  教授, Northumbria University
邀 请 人:王鸣魁  教授
 
报告人简介:
傅永庆教授就职于英国诺桑比亚大学,在微纳米材料技术,压电MEMS器件,智能材料研究,特别是在薄膜表面声波微流体及芯片及薄膜形状记忆合金和聚合物研究等领域有很高的国际声望。目前已发表著作两部, SCI期刊论文数为308篇 (SCI H-index为38,SCI 总引用次数>5800次)。部分文章发表在相关领域的顶级期刊上,如Progress in Materials Science, Nature Communications, Nano Letters, Advanced Drug Delivery Review 等,并受邀请做重要国际学术会议主题报告超过20次。傅永庆教授是国际薄膜协会欧洲区主席、英国物理学会会员、美国机械工程学会会员、国际电子电气工程协会会员,担任Editorial Board member for Scientific Reports (Nature Group)编委,Associate editor for Nanoscience and Nanotechnology Letter (SCI Journal)副主编等职务。

Biography:
Richard (YongQing) Fu is a professor in the Faculty of Engineering and Environment, University of Northumbria at Newcastle, UK. He was a Reader in Thin Film Centre in University of West of Scotland, Glasgow, UK, and a lecturer in Heriot-Watt University, Edinburgh, UK. He obtained his PhD degree from Nanyang Technological University, Singapore, and then worked as a Research Fellow in Singapore-Massachusetts Institute of Technology Alliance, and a Research Associate in University of Cambridge.
He has extensive experience in smart thin film/materials, biomedical microdevices, energy materials, lab-on-chip, micromechanics, MEMS, nanotechnology, sensors and microfluidics. He has established a worldwide reputation from his pioneer research work on shape memory films, piezoelectric thin films, nanostructured composite/films for applications in MEMS, sensing and renewable energy applications。He published over 350 science citation index (SCI) journal papers (including Nat. Comm., Prog. Mater Sci, Nano Energy, Nano Lett., Chem. Mater., J Mater Chem A, Advanced Drug Delivery Review, etc.) 2 books, 20 book chapters, and over 120 conference papers. His current SCI H-index is 44 with over 8000 citations, and his Google scholar H-index is 53 (up to Oct 2018).

报告摘要:
本次讲座将重点讨论具有微工程和纳米结构智能材料在集成传感器、微执行器、微流体和芯片上实验室应用的最新工作。这些智能材料的选择实例包括:形状记忆合金薄膜和微执行器以及可用于显微外科应用的纳米复合形状记忆聚合物;可用于微流体学和芯片上实验室应用的压电薄膜材料;以及用于传感和可再生能源的纳米结构氧化物器件。

Abstract:
This talk will focus on recent work of micro-engineering and nanostructuring of smart materials for integrated sensors, microactuators, microfluidic and lab-on-chip applications. The selected examples for these smart materials include shape memory alloy films and microactuators and nanocomposite shape memory polymer which can be used for microsurgery applications; piezoelectric thin film materials which can be explored for mcirofluidics and lab-on-chips applications ; and a few examples of nanostructured oxides devices for sensing and renewable energy applications.


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    2019年1月14日,受武汉光电国家研究中心李强教授邀请,香港中文大学王平安教授做客武汉光电论坛第151期,并做了题为《医学影像分析与手术模拟--人工智能和虚拟现实在医学中的应用》的精彩报告。报告深受广大师生的欢迎与好评,并为医学影像中人工智能及虚拟现实技术的应用开拓了新思路。

    报告中,王平安教授主要介绍了其课题组近20年取得的大量独创性研究成果,集中在人工智能与虚拟现实两个研究方向上。首先他介绍了其团队在医学图像分析中人工智能方面的研究成果。相比于普通图像,医学图像具有数据量有限、需要医生标注、数据维度高且辨别精确度要求高等特性,这对用于医学图像分析的人工智能算法提出了很大挑战。王平安教授的课题组率先将深度学习的方法引入医学图像的相关分析中,他介绍了其团队提出的多种新型和改进的深度卷积神经网络算法以及迁移学习等域适应算法,在应用到面向组织病理学图像、超声图像、MR/CT图像以及皮肤镜图像等多种不同形式医学图像的疾病辨识中都取得了很好的辨识效果。

    在介绍完人工智能方面的研究成果后,现场气氛活跃,多名师生踊跃提问,王教授及其学生陈浩博士分别作答,相关回答令提问者备受启发。提问环节过后王平安教授介绍了其团队在医学影像中应用虚拟现实技术取得的成果。他们利用医学成像、运动追踪、物理模拟、触觉反馈以及视觉呈现的智能集成来构建逼真的虚拟环境,从而为外科手术人员提供“虚拟手术”环境,提高临床培训效果同时提高培训的安全性。具体展示了“虚拟解剖系统”、“超声引导下的活检虚拟手术系统”以及“下颌骨整形虚拟手术系统”等多套虚拟手术系统,并通过多个视频演示使广大师生认识到这些虚拟手术系统的精细与便利。

    王平安,现任香港中文大学计算机科学与工程系教授。自1999年以来,他一直担任香港中文大学虚拟现实、可视化与图像学研究中心主任,并曾担任计算机科学与工程系系主任(2014-2017)和研究生部主任(2005-2008和2011-2016)。他自2006年起担任中国科学院深圳先进技术研究院人机交互中心主任,并于2007年被中国教育部评为“长江学者讲座教授”。发表了超过470篇同行评审论文,包括190篇国际期刊论文和280篇国际会议论文。他的团队近年来在医学影像分析方面获得三项最佳论文奖,包括MIA-MICCAI 2017年最佳论文奖。

华中科技大学武汉光电国家研究中心李强教授主持本期论坛,武汉光电国家研究中心朱䒟教授为王平安教授颁发了“武汉光电论坛”纪念盘,来自光电国家研究中心、生命学院以及自动化学院等多个学院的师生倾听了本次报告并踊跃提问。


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(责任编辑:胡晓莺)


武汉光电论坛第151期


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报告题目:医学影像分析与手术模拟——人工智能和虚拟现实在医学中的应用

Medical Image Analysis and Surgical Simulation – AI and VR Applications for Medicine


时     间:2019年1月14日10:00-12:00

地     点:光电国家研究中心A101

报 告 人:王平安  教授, 香港中文大学

邀 请 人:李   强  教授

 

报告人简介:

王平安博士现任香港中文大学计算机科学与工程系教授。自1999年以来,他一直担任香港中文大学虚拟现实、可视化与图像学研究中心主任,并曾担任计算机科学与工程系系主任(2014-2017)和研究生部主任(2005-2008和2011-2016)。他自2006年起担任中国科学院深圳先进技术研究院人机交互中心主任,并于2007年被中国教育部评为“长江学者讲座教授”。发表了超过470篇同行评审论文,包括190篇国际期刊论文和280篇国际会议论文。他的团队近年来在医学影像分析方面获得三项最佳论文奖,包括MIA-MICCAI 2017年最佳论文奖。他的研究兴趣包括医学应用的人工智能和虚拟现实,手术模拟,可视化,计算机图形学和人机交互。


Biography:

Dr. Pheng Ann Heng is a professor at the Department of Computer Science and Engineering at The Chinese University of Hong Kong (CUHK). He has served as the Director of Virtual Reality, Visualization and Imaging Research Center at CUHK since 1999.  He has also served as the Department Chairman (2014-2017) and Head of Graduate Division (2005-1008 and 2011-2016). He has served as the Director of Center for Human-Computer Interaction at Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences since 2006 and has been appointed by China Ministry of Education as a Cheung Kong Scholar Chair Professor in 2007. He is the author of over 470 peer-reviewed publications, including 190 international journal articles and 280 international conference papers. His group has received three best paper awards in medical image analysis in recent years, including MIA-MICCAI 2017 best paper award. His research interests include artificial intelligence and virtual reality for medical applications, surgical simulation, visualization, graphics and human-computer interaction.


报告摘要:

近年来,深度学习在一些具有挑战性的高难度问题中取得了巨大成功,这其中就包括深度学习在医学图像分析中的应用。王博士团队率先提出并采用三维卷积神经网络从MR图像中自动检测大脑微出血。为了减少肺结节自动检测中的假阳性,他们设计了考虑多级上下文信息的三维卷积神经网络框架,并进一步提出了一种新颖高效的三维神经网络,配备了三维深度监督机制,从而全面解决了三维网络优化难点和医学训练样本不足的挑战。他们对深度学习的成功应用涵盖了广泛的医学图像模式,包括组织病理学成像,超声成像,MR/CT成像,皮肤镜成像和结肠镜检查视频。同时,虚拟现实在临床医疗中的应用也取得了长足进步,基于虚拟现实的手术模拟成为一种经济且有效的临床培训手段。王博士团队通过医学成像,运动跟踪,物理模拟,触觉反馈和视觉呈现的智能集成来构建逼真的虚拟环境,从而实现提供外科手术专业培训的目标。在此次演讲中,王博士将介绍他们使用深度学习进行医学图像分析的最新工作,以及他们开发的基于虚拟现实的一系列手术模拟系统。


Abstract: 

There are many successful applications of deep learning in solving challenging and difficult problems in recent years. An excellent example is its application in medical image analysis. Dr. Heng’s group is the first to employ 3D convolutional neural networks for automatic detection of cerebral micro-bleeds from MR images. They also proposed multi-level contextual 3D convolutional neural network framework for false positive reduction in automated pulmonary nodule detection. They further proposed a novel and efficient 3D CNN equipped with a 3D deep supervision mechanism to comprehensively address the challenges of optimization difficulties of 3D networks and inadequacy of medical training samples. Their successful deep learning applications cover a wide spectrum of medical image modalities, include histopathological imaging, ultrasound imaging, MR/CT imaging, dermoscopy imaging and colonoscopy videos. Concurrently, there are also many significant and promising developments in virtual reality that are applicable for medical applications. Virtual reality based surgical simulation can provide a cost-effective and efficient way to train novices. In order to achieve the goal of delivering specialized training of a surgical procedure, one practical solution is to construct a realistic virtual environment through intelligent integration of medical imaging, motion tracking, physically based simulation, haptic feedback and visual rendering. In this talk, Dr. Heng shall present their recent works in using deep learning for medical image analysis and introduce some VR-based surgical simulators they have developed.


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2019年1月4日,受武汉光电国家研究中心王平教授邀请,厦门大学化学化工学院副院长,固体表面物理化学国家重点实验室副主任任斌教授做客武汉光电论坛第150期。武汉光电国家研究中心副主任朱䒟教授为任斌教授颁发了“武汉光电论坛”纪念盘。报告详细阐述了表面增强拉曼光谱在细胞生物和电化学研究中的应用现状,并重点介绍了其可靠性问题。

 

任斌教授首先介绍了SERS的机理,以指导高检测灵敏度的表面增强拉曼实验。然后介绍了目前对纳米材料以及生物系统相互作用的认识,以指导用于目标检测的功能化SERS纳米颗粒的设计。此外,还进一步介绍了从生物分子、病原体到活细胞的无标签(直接)和标记(间接)SERS检测的现状,并讨论了实验设计、测量条件和数据分析的潜在干扰。最后,展望了SERS在生物分析中面临的包括重复性、灵敏度、空间和时间分辨率在内的主要挑战。

 

由任斌带领的团队融合了材料、生物、化学等学科的人才,主要利用表面增强拉曼技术以及针尖增强拉曼技术,来解决电化学表面以及界面上的科学问题,研究细胞生物体系。利用表面等离子基元的效应,通过设计特殊的纳米材料获得更高的信号增强效果。并通过不断的发展仪器,如SERS和TERS,使该技术应用到对生物体的研究中。

 

除此之外,该团队希望利用原位的方法突破时间和空间分辨率的极限。为了提高空间分辨率,利用针尖增强拉曼(TERS)技术中针尖处高度局域的光电场,将空间分辨率推进到2~5 纳米。一方面,通过发展单粒子的检测方法,研究了单粒子的生长以及相互作用的过程。另一方面,对于材料表面,获得了表面每一个位点的光谱特征,实现了同时跟踪整个表面的反应以及变化。并通过该方法,研究了微观粒子以及宏观表面化学反应中的区别和联系。

 

任斌教授指出,随着SERS在灵敏度、选择性、重现性、时间和空间分辨率等方面的进一步提高,SERS将在生物和医学领域找到更重要的应用,将回答有趣的生物学问题,解决致命的临床问题。其中一个例子是利用SERS的超多重检测和多功能特性来监测小生物分子的代谢。

 

武汉光电论坛是武汉光电国家实验室举办的高端学术系列讲座,先后邀请包括美国科学院院士Britton Chance、中国工程院士、欧亚科学院院士李徳毅、美国工程院院士程正迪、澳大利亚联邦院士Tanya Monro、中国科学院院士,皇家化学会会士唐本忠在内的科学家及技术专家共计一百五十人到实验室进行学术交流,涵盖光电在信息、能源、生命、工业、国防等领域的应用。超过一万人次的师生聆听了光电论坛。武汉光电论坛已成功打造成为光电专家的集中地和承载光电智慧的锦囊。


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(责任编辑:胡晓莺)

武汉光电论坛第150期


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报告题目:表面增强拉曼光谱在细胞生物和电化学研究中的应用

Application of Surface Enhanced Raman Spectroscopy in Cell Biology and Electrochemistry


时      间:2019年1月4日14:30-16:00

地      点:光电国家研究中心A101

报 告 人:任  斌  教授, 厦门大学

邀 请 人:王  平  教授

 

报告人简介:

任斌教授,分别于1992年和1998年在厦门大学化学系获得学士和博士学位。现任厦门大学化学化工学院副院长,固体表面物理化学国家重点实验室副主任,美国化学会Analytical Chemistry期刊副主编。主要从事针尖增强拉曼光谱(TERS)、表面增强拉曼光谱(SERS)以及纳米和光谱电化学新方法的发展、仪器研制及其在表、界面过程及细胞生物体系的应用研究。获得国家基金重点项目、重大项目和科学仪器基础专项以及科技部重大仪器设备开发专项和重大科学研究计划课题等基金项目的资助。迄今已发表SCI论文200多篇,包括Nature Nanotechnol.、Nature Commun.、JACS、Angew. Chem.、Chem. Rev., Chem. Soc. Rev.等期刊,他引14000余次。2002-2003年受洪堡基金(AvH)资助在德国Fritz-Haber研究所从事科研合作,2008年获国家杰出青年科学基金,2016年入选第二批国家“万人计划”科技创新领军人才和教育部“长江学者”特聘教授。


Biography:

Professor Ren Bin received his bachelor's degree and doctor's degree from the Department of Chemistry, Xiamen University in 1992 and 1998, respectively. He is currently the Vice Dean of the College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Vice Director of the State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces and Associate Editor of Analytical Chemistry, American Chemical Society. He is mainly engaged in the development of Tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS), surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS), new methods of nanochemistry and spectroelectrochemistry, instrumentation and their applications in surface, interface processes and cell and biological systems. He has been supported by key projects of scientific instruments of NSFC, as well as projects of major instruments and equipment development and major scientific research projects of the Ministry of Science and Technology. He has published more than 200 SCI papers, including Nature Nanotechnol., Nature Commun., JACS, Angew. Chem., Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., with more than 14,000 citations. In 2002-2003, he was funded by Alexadner von Humboldt Foundation to work at Fritz-Haber Institute in Germany. In 2008, he was awarded the National Outstanding Youth Science Fund. In 2016, he was selected as the second batch of national "ten thousand people plan" and the Changjiang Scholar professor of the Ministry of Education.


报告摘要:

表面增强拉曼光谱(SERS)利用Ag、Au等纳米结构,能显著增强吸附在纳米结构表面的分子的拉曼信号,并以超高表面灵敏度获得样品自身的指纹振动信息,是极具前景的表界面和生物分析检测技术。但是,由于生物细胞体系自身的复杂性,以及光-纳米材料表面-生物体系三者间异常复杂的相互作用,使得SERS检测结果的可靠性相对较差,也制约了其在生物医学领域内的广泛应用。本次报告将讨论SERS在生物检测中的可靠性问题,以及存在机遇和挑战。为了拓展拉曼光谱在电化学动态反应过程表征中的应用,我们建立了一种基于电化学表面增强拉曼光谱技术的电化学显微镜,可以在电化学反应过程中,利用拉曼信号强度变化,重构电极表面分子局域的电化学电流,获得局域的电化学信息。


Abstract: 

Surface-nhanced Raman Spectroscopy (SERS) is a promising technique, which utilizes nanostructures such as Ag and Au to enhance the Raman signal of molecules adsorbed on the surface of nanostructures and obtain the fingerprint vibrational information of samples with an ultra-high surface sensitivity. However, due to the complexity of biological systems and the extremely complex interaction between light, nanomaterial surface and biological system, the reliability of SERS is relatively poor, which also restricts its wide application in the field of biomedicine. This report will discuss the reliability of SERS in biological detection, as well as the opportunities and challenges. In order to expand the application of Raman spectroscopy in the characterization of electrochemical dynamic reaction processes, an electrochemical microscope on the basis of electrochemical surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) technology was established. The local electrochemical current of the molecule on the electrode surface could be reconstructed by the change of Raman signal intensity, and the local electrochemical information could be obtained during the process of electrochemical reaction.



武汉光电论坛是武汉光电国家研究中心倾力打造的公益性高端学术系列讲座,共享光电知识盛宴,诚邀您的参与!



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责任编辑:胡晓莺


受武汉光电国家研究中心副主任周军教授的邀请,香港城市大学王钻开教授12月10日做客第149期武汉光电论坛,并做了题为“Nature-inspired Innovation”的学术报告。报告会由胡彬副教授主持,来自武汉光电国家研究中心及多个院系的众多师生参加了本次报告。

王钻开教授以大自然中存在的奇妙现象为例别开生面的展开报告,而后从科学的角度讲解了荷叶和猪笼草等生物中存在的界面效应,分享了他这些生物进化的精妙界面结构中所受的启发,并详细介绍了他在仿生机械和表面工程等领域开展一系列创新性研究,以及未来探索的计划

近四年来,王钻开教授及其团队发展了亚毫级几何尺寸的新型超浸润体系,在世界上首次开发了具有弹簧效应的超浸润材料,发现超疏水表面的饼状弹跳现象,打破了常规超浸材料固液接触时间的传统物理极限,将液滴与超浸润表面的接触时间的物理极限缩短了80%,并从机理上揭示了固-液动态接触时间的终极极限这一核心问题;提出了拓扑流体二极管的概念,通过调控表面结构,实现器件表面相反方向液体的流阻不同,而突破了浸润梯度驱动的单方向传输距离,并开发了一系列无源驱动器件;首次开发了仿生水下可逆粘附胶带和仿生有腿机器人等。

王钻开教授的报告风格生动幽默,把其研究工作中涉及到的仿生机械工程和表面工程领域的基础理论讲述的通俗易懂这次报告既开阔了在座师生的视野,也拓宽了大家的科研思维。

   武汉光电论坛是武汉光电国家研究中心举办的高端学术系列讲座,通过持续、规范地吸引并邀请在国内外光电领域做出重要贡献的长江学者、国家杰出青年科学基金获得者及以上层次的科学家或技术专家到实验室进行学术交流,力求打造光电专家的集中地和承载光电智慧的锦囊

2018111日下午,北京大学深圳研究生院杨世和教授做客第148期光电论坛,为广大师生作了题为“高效太阳能转换的材料创新”的精彩报告。

在报告中,杨世和教授主要讲解了近几年来自己在钙钛矿太阳能电池以及太阳能燃料领域所做的工作,重点介绍了钙钛矿太阳能电池稳定性改善、界面修饰以及太阳能燃料设备中光电极的修饰等一系列研究工作。基于界面修饰旋涂过程较难控制的问题,杨教授提出了一种新型的界面层修饰材料PPDIN6,采用三氟乙醇溶解PPDIN6,不会破坏钙钛矿,提高对界面修饰材料的溶解性,使得钙钛矿太阳能电池的填充因子达到83%以上,器件效率达到20%。同时提出一种全碳的太阳能电池器件,极大降低了器件的成本。

报告结束之后,现场的师生就钙钛矿太阳能电池结构、传输材料界面修饰等问题向杨教授提出了一些自己的困惑和见解,交流气氛十分活跃。

华中科技大学武汉光电国家研究中心陈炜教授主持本期论坛,光电国家研究中心副主任周军教授为杨世和教授颁发了“武汉光电论坛”纪念盘,来自国家光电研究中心以及其他对太阳能利用感兴趣的师生倾听了本次报告。

杨世和教授本科毕业于中山大学高分子化学与物理专业,在美国莱斯大学获物理化学博士学位,师从于化学诺贝尔奖获得者Richard E. Smalley教授;在加入香港科技大学之前,曾在美国阿贡国家实验室和多伦多大学做博士后研究(师从于另一位诺贝尔奖获得者John C. Polanyi教授)。现任北京大学深圳研究生院广东纳米微材料研究重点实验室主任。他的研究兴趣包括化学和物理的有限系统、团簇、纳米材料和能量转换等方面。他和合作者在团簇、富勒烯/金属富勒烯,新型纳米材料化学、新一代太阳能电池、太阳能燃料和其他能源转换装置等领域的科学认识和发展做出了很多贡献。他目前的兴趣集中在太阳能纳米科学和纳米技术上。目前为止,他已经发表了520多篇国际期刊论文和10多篇专利,论文被引用超过30000余次,h影响因子94。他连续两次获得国家自然科学奖二等奖。目前他还是多个国际期刊的编委会成员,包括ChemNanoMat (VCH-Wiley), Sustainable Energy (Hans Publishers), International Journal of Nanotechnology (Inderscience Enterprises Ltd.)等。


2018111日上午,中国科学院化学研究所李永舫院士做客第147期光电论坛,为广大师生作了题为“聚合物太阳能电池光伏材料最新研究进展”的精彩报告。

在报告中,李永舫院士回顾了有机太阳能电池的发展历史,主要从有机太阳能电池给体和受体光伏材料、高效光伏材料需要具备的基本性质、高效给体和受体光伏材料的分子设计策略等方面对聚合物太阳能电池进行了介绍。紧接着李院士又从二维共轭聚噻吩、带二噻吩乙烯共轭支链的二维共轭聚噻吩、带共轭侧链的聚噻吩衍生物等方面对聚合物太阳能电池光伏材料的侧链工程进行了详细的介绍。最后李院士对自己研究团队已发表的关于硫烷基取代对聚合物光电性能的影响、氟取代对基于BDTBTA的二维共轭D-A共聚物给体材料光伏性能影响、基于J51聚合物给体和ITIC受体的非富勒烯聚合物太阳能电池、基于硅烷基取代的聚合物J71为给体的聚合物太阳能电池等方面的科研工作进行了精彩的报告,并对聚合物太阳能电池进行了展望和预期,他认为降低光伏材料和器件制备的成本,研究和体改材料和器件的稳定性,是将来聚合物太阳能电池能否实现实际应用的关键。

李永舫,博士,中国科学院院士,中国科学院化学研究所研究员,苏州大学特聘教授,中国化学会常务理事,北京能源与环境学会会长。1998年起开始在中国科学院化学研究所工作,1993年晋升研究员,2013年当选为中科院院士,从事聚合物太阳能电池光伏材料和器件以及钙钛矿太阳能电池等方面的研究,先后发表学术论文600多篇,国内外学术会议邀请报告120多次,发表论文已被SCI他人引用34000余次,h-因子93

华中科技大学武汉光电国家研究中心屠国力教授主持本期论坛,光电国家研究中心党委书记夏松博士为李永舫院士颁发了“武汉光电论坛”纪念盘,来自光电国家研究中心、材料科学与工程学院、化学与化工学院、能源与动力工程学院及其他院系的师生倾听了本次报告。

     

武汉光电论坛第149期


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报告题目:基于大自然的创新

Nature-inspired Innovation


时     间:2018年12月10日10:00-12:00

地     点:光电国家研究中心A101

报 告 人:王钻开  教授, 香港城市大学

邀 请 人:周   军  教授

 

报告人简介:


王钻开博士,香港城市大学机械工程学系教授。2000年毕业于吉林大学,获机械工程学士学位,2003年在中国科学院上海微系统与信息技术研究所,获微电子学硕士学位,2008年获伦斯勒理工学院机械工程博士学位, 2009年在美国哥伦比亚大学生物医学工程进行博士后研究,然后加入香港城市大学任教。2016年入选教育部“长江学者”讲座教授。

王钻开教授长期从事仿生机械、表面工程等领域的研究工作,他领导的研究小组在拓扑机械系统体系的基础研究及工程应用等方面取得了一系列原创和突破性成果。通过调控传统机械系统中通常忽略的拓扑结构,扩展了传统工程的界限。尤其,首次发现了液滴饼状弹跳现象,揭示了固/液动态接触时间的终极极限这一核心问题;提出拓扑流体二极管概念,并开发了一系列无源自驱动器件;首次开发水下仿生可逆黏附胶带和仿生有腿软机器人。过去四年在Science、Science Advances、Nature Physics、Nature Communications等国际权威综合杂志发表论文9篇,另外在Physical Review Letters、Nano Letters、ACS Nano、Advanced Materials、 Advanced Functional Materials 等顶级专业期刊发表论文几十篇。荣获首届香港科学院青年院士(2018)、香港城市大学 President Lectureship(首个以正教授身份获得) 、香港城市大学杰出研究奖(2017,首个以副教授身份荣获senior category)、国际仿生学会杰出青年奖(2016)、美国光学学会青年科学奖(2016)、中国机械工程学会上银优秀机械博士论文奖优秀奖(2016,指导教师)、教育部杰出留学生奖(2007)、美国材料学会杰出研究生银奖(2007)。指导博士研究生荣获2016年美国材料学会杰出研究生金奖、2015年美国材料学会杰出研究生银奖、香港青年科学家奖(工程类,2015,每年1人)。其中,两位博士毕业生入选第十三批国家“千人计划”青年项目。


Biography:

Dr. Zuankai Wang is currently a professor in the Department of Mechanical Engineering at the City University of Hong Kong, and one of the founding members of Young Academy of Science of Hong Kong. He earned his B.S. degree in Mechanical Engineering from Jilin University in 2000 and Master degree in Microelectronics from Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, in 2003, and Ph. D. degree in Mechanical Engineering at Rensselaer Polytechnic Institute in 2008. After one year postdoc training in Biomedical Engineering at Columbia University, he joined in the City University of Hong Kong in September 2009 as an assistant professor.  Over the past four years, his research group has published 9 papers in Nature/Science Series Journals. His work has been included in the Guinness Book of World Records, and highlighted in Nature, Nature Physics and many other media coverages. Prof. Wang has received many awards including the 35th World Cultural Council Special Recognition Award (2018), President’s Lectureship at City University of Hong Kong (2018, the first professor to deliver this lecture), Outstanding Research Award (2017, the first associate professor to win this award) and President’s Award at the City University of Hong Kong (2017, 2016), Changjiang Chair Professor by Ministry of Education of China (2016). Outstanding Youth Award conferred by the International Society of Bionic Engineering (2016), OSA Young Scientist Award (2016). The Ph.D. students he supervised have won a number of prestigious awards including Young 1000 Talent Plan (2017, two PHD graduates), MRS Graduate Student Gold Award (2016 Fall Meeting), Hiwin Doctoral Dissertation Award (2016), Hong Kong Young Scientist Award (2015), and MRS Graduate Student Silver Award (2015 Spring Meeting). 


报告摘要:

人类的进步标志着五大创新浪潮。 每一波浪潮都改变了我们的行业和社会,同时也伴随着资源消耗,污染和能源/水资源短缺。 相比之下,经过数十亿年的发展,自然界已经形成了以绿色能量和复原力为特征的非凡原则。 本报告将重点阐述以仿生工程为核心的创新浪潮将如何解决我们所面临的巨大挑战,如水、能源和健康工程。


Abstract: 

The progress of humankind has been marked by five main waves of innovation. Each wave has transformed our industries and societies, yet is also coupled with the consumption of resources, pollution, and energy/water shortage. In contrast, honed by billion years’ evolution, nature has developed extraordinary principles which are characterized with green energy and resilience. This talk focuses on how nature-inspired innovation will address the grand challenges facing us such as water, energy and health engineering. 



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武汉光电论坛第147期


照片


报告题目:支链共轭聚合物在有机太阳能电池中的应用

Application of Branched Conjugated Polymers in Organic Solar Cells


时     间:2018年11月1日9:00-11:00

地     点:光电国家研究中心A101

报 告 人:李永舫  院士,中国科学院化学研究所

邀 请 人:屠国力  教授



报告人简介:

李永舫博士,研究员,中国科学院院士,苏州大学特聘教授,中国化学会常务理事,北京能源与环境学会会长。华东化工学院(现名华东理工大学)77级本科、79年提前读研、1982年获硕士学位;复旦大学化学系物理化学专业1986年获博士学位;1986-1988年,中国科学院化学研究所跟随钱人元先生进行博士后研究;1988年留化学所工作,1993年晋升研究员。主要从事聚合物太阳电池光伏材料和器件以及钙钛矿太阳电池等方面的研究。已发表研究论文600多篇,国内外学术会议邀请报告120多次,发表论文已被SCI他人引用34000余次,h-因子93。


Biography:

Professor Dr. Yongfang Li works in the Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences. He is academician of Chinese Academy of Sciences, distinguished professor of Soochow University, executive director of the Chinese Chemical Society and president of Beijing Energy and Environment Society. Professor Li received his master degree from East China University Of Science And Technology in 1982. He received his Ph.D. degree from department of Chemistry, Fudan University, China in 1986. 1986-1988, he was engaged in postdoctoral research in Institute of Chemistry Chinese Academy of Sciences.From 1988 to now, he works in Institute of Chemistry Chinese Academy of Sciences, and appointed as a research in 1993. He has engaged in the research and application of polymer solar cell and perovskite solar cells. He has published about 600 academic papers, declared more than 120, his published papers have been cited by others more than 34,000 with an h-factor of 93.


报告摘要:

聚合物太阳电池具有器件结构和制备过程简单、重量轻、可制备成柔性和半透明器件等突出优点,成为国内外热点研究领域之一。本讲座将介绍聚合物太阳电池的发展历史、光伏材料设计中的关键科学问题及其最新研究进展,包括带共轭侧链的二维共轭聚合物给体光伏材料、非富勒烯n-型有机半导体受体光伏材料、低成本高效光伏材料等方面的最新进展。另外,还将介绍钙钛矿太阳电池、尤其是全无机钙钛矿太阳电池的最新研究进展。


Abstract: 

Polymer solar cells have the outstanding advantages of simple structure, light weight, easy preparation process and can be flexible or semi-transparent, which have been one of the hot topic research fields in the world. We will review the history of polymer solar cells, key scientific issues in photovoltaic material design and their latest research progress, including the two-dimensional conjugated polymer donor photovoltaic material with conjugated side chains, n-type organic semiconductor acceptor based on non-fullerene photovoltaic material, low cost and efficient photovoltaic materials. In addition, we will also introduce the latest research progress of perovskite solar cells, especially all-inorganic perovskite solar cells.


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