报告摘要：现代微米和纳米器件以及能源材料技术的飞速发展, 使得人们对材料热传输性能控制的需求不断增加. 尤其是, 当材料结构的特征尺度达到基本能量载体(如声子, 电子和光子)的特征长度(例如平均自由程和波长)或者更小时, 热输运现象会变得十分复杂. 在过去的几十年里, 尽管人们已经获得了微－纳米尺度下控制电子和光子传输的先进方法, 但对热输运控制的基本理解和技术需求之间的差距仍然存在. 本报告旨在揭示尺度和时间相关微－纳米尺度下热输运现象, 特别是小尺度下基本能量载体的传输行为. 本报告以能源存储、利用和输运为背景, 选取部分晶体－部分液体非均匀材料和一些二维材料为典型研究对象, 重点阐明传统晶体热能载流子(声子)在这些特殊微纳能源系统中的奇异输运行为. 对于部分晶体－部分液体非均匀材料, 以电池材料Li₂S为例, 我们详细研究了相变材料中的热传递机制. 晶体部分的有效平均自由程表明, 在高温(例如1300K)下, 通过离子轨迹重叠传输热量的扩散子对总热导率贡献高达44%, 这导致在温度高于1200K时热导率随温度升高而异常地升高. 在二维材料方面, 以硼化砷(BaS)为例, 提出了通过改变原子成键模式, 从而使本征晶格热导率降低超过一个量级的调控手段. 通过与金刚石和石墨烯对比分析发现, 二维硼化砷相对于三维块体材料热导率的极大降低来源于孤立电子对具有电化学活性后导致的强非简谐性. 这些研究对于调控微尺度材料热输运能力以期达到更好能源系统总体性能具有重要意义.

 

报告人简历：胡明, 2007年获中国科学院力学研究所博士学位. 曾任德国亚琛工业大学材料工程学院青年教授(2013-2018年). 现任美国南卡大学机械工程系副教授(终身教职), 先进材料计算课题组组长. 主要研究领域包括新型先进能源系统中微-纳米尺度热输运现象, 可用于高级热管理的界面热传递以及非傅立叶热传导. 胡博士撰写并共同撰写了4本书章节和109篇高影响力SCI期刊论文, 其中包括10篇纳米快报 (Nano Letters, 影响因子: 12.712), 2篇纳米能源 (Nano Energy, IF: 13.433), 3篇物理化学快报 (Journal of Physical Chemistry Letters, IF: 9.353), 14篇Physical Review B, 10篇Nanoscale, 10篇Applied Physics Letters, 总引用2500余次 (H影响因子: 29). 他被邀请担任40多种国际期刊的审稿人, 如Nature, Nature Physics, Nature Communications, Physical Review Letters, Nano Letters, ACS Nano等.