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纳米能源实验室
Nanoenergy Laboratory
实验室负责人：刁训刚 教授， 13552952860， diaoxg@buaa.edu.cn
一、 实验室主要科研方向：
1. 高端真空镀膜装备及燃气轮机高温部件热防护技术研究（R&D on Advanced Vacuum Coating Equipments and Thermal Protective Technologies for High Temperature Componients of Gas Turbines）
本研究方向基于我们长期在真空镀膜科研领域的知识和技术储备，面向一些特殊需求，解决产业界面临的诸多细微的技术瓶颈和问题，立足于提升国内真空镀膜产业在国际上的竞争力。主要研究内容和方向如下：
a. 设计研发多功能真空磁控溅射镀膜装备、专用真空等离子体喷涂装备、纳米多层真空离子镀膜装备。
b. 利用自主研发的镀膜机设备，面向航空发动机和燃气轮机高温部件，开发光谱选择性高效辐射换热涂层、阻氢薄膜/涂层、高效导热冷却涂层、高温防腐涂层、高效热阻隔涂层、无机全固态电致变色薄膜器件、无机全固态薄膜锂离子电池等技术。为有需求的研究单位提供优质的镀膜机产品、镀膜技术服务、多功能纳米薄膜与涂层材料和技术解决方案。
2. 无机全固态柔性薄膜电致变色器件及其智能光电频谱调控技术（All-Solid Inorganic Flexible Thin Film Electrochromic Devices and their Intelligent Electro-Optical Spectrum Modulation Technology）
电致变色是本课题组有近20年积累的科研方向，已发表相关学术论文70余篇。特别是在电致变色应用基础和产业化技术领域，做了大量有针对性研究工作。本方向主要研究无机全固态电致变色材料与器件制备工艺、工作原理、性能特征、循环寿命。特别关注并研究整体薄膜器件的可见光、近红外、中远红外、乃至雷达电磁波段的透过率、反射率、发射率、吸收率智能调控以及可视化电致变色储能特性。针对大面积、柔性化、稳定性制备工艺，面向建筑节能智能窗玻璃、柔性可穿戴多色彩及红外辐射智能调控、航天器表面智能热控、智能辐射换热和辐射制冷等应用领域开展电致变色全方位研究。
同时，为了更好的制备高性能无机全固态电致变色薄膜器件并拓展相关研究内容，我们还深入开展透明导电薄膜及应用研究：主要是利用真空磁控溅射镀膜技术制备高性能氧化物半导体透明导电薄膜材料。特别关注柔性基材、室温或低温沉积镀膜技术。同时研究纳米银线、石墨烯、纳米碳管、纳米多层膜等多种类型的透明导电薄膜材料。研究其制备工艺、性能特征、器件应用等。对其紫外、可见、红外、电磁波全波段频谱选择性透过、反射、屏蔽等特性开展研究。同时研究此类透明导电薄膜在太阳能光热/光电转换、电磁屏蔽、智能频谱选择和调控器件等多个领域的应用。
3. 高储能密度高安全性全无机薄膜锂离子电池及其空天应用技术（High Energy Storage Density, High Safety, All-Inorganic Thin-Film Lithium-Ion Battery and its Applications for Aerospace Technology）
在无机全固态电致变色薄膜器件研究及磁控溅射镀膜技术与设备研发的雄厚基础上，我们近期开展了无机全固态锂离子薄膜电池的研究，并取得了初步进展。由于无机全固态锂离子薄膜电池和无机全固态电致变色薄膜器件有着几乎完全相同多层薄膜结构，制备工艺也完全相同，特别是无机全固态电解质材料和选择和制备，两者完全一致。因此，我们全面开展无机全固态锂离子薄膜电池的研究有着非常好的软件和硬件基础。同时无机全固态锂离子薄膜电池在安全性、轻质化、柔性化、薄膜化、高能量密度等方面与传统的液体电解质锂离子电池相比有着无与伦比的优势和发展前景。在制备高性能无机全固态锂离子薄膜电池的基础上，对其充放电循环、热管理优化、耐环境及高低温等关键性能进行研究并提升，直接面向产业化应用特别是为航空航天储能技术提供有力的技术支持和技术储备。
二、实验室负责人简介
刁训刚，北京航空航天大学能源与动力工程学院教授、博导。能源工程系/能源与环境国际中心主任。1997年获兰州大学凝聚态物理专业理学博士学位，导师：李发伸教授。刁训刚教授是中国第一台专用线形10kW电子枪总设计师和项目组负责人；国内低红外发射率材料空天装备隐身理论的创立者；国内无机全固态电致变色薄膜器件产业化技术的早期倡导者和推动者；基于声子自由程调控理论设计发动机高温部件超晶格热防护涂层理论的开拓者。
刁训刚教授先后在兰州大学、核工业部理化工程研究院、清华大学、巴西物理研究中心、日本理化学研究所、天津大学、北京航空航天大学学习和工作。还曾在巴西圣保罗大学、日本静冈理工科大学、瑞典皇家工学院、乌普萨拉大学、法国波尔多大学、图卢兹大学、比利时布鲁塞尔自由大学、澳大利亚CSIRO能源中心等高校和研究机构访问交流。长期不间断从事各项多学科一线科研和教学工作，经历丰富。通过学术交流、国际会议、访问学者等途径到访过30多个国家和地区，有开阔的国际化视野，对异域文化有非常深刻的了解和认识。擅长国际化交流和沟通，有较强的英语表达能力。多次受邀在国际会议上做学术报告和主持国际学术会议。领导的课题组目前与图卢兹大学、波尔多大学、汉阳大学、布鲁塞尔自由大学、雅典国立技术大学、澳大利亚CSIRO能源中心等有深入具体的合作关系。
刁训刚教授相继从事并深入研究过的课题方向有：三色三光子激光分离同位素实验验证研究；10千瓦级线形电子枪设计、制造及性能实验研究；反钙钛矿结构铁氮化合物合成及磁特性的穆斯保尔波谱研究；高能粒子加速器和同步辐射加速器在线穆斯保尔波谱研究；高能粒子注入单晶硅诱发点缺陷机制研究；红外及多频谱隐身材料技术研究；高性能太阳能全光谱吸收涂层及光谱选择性调控薄膜；高性能透明导电薄膜和无机全固态电致变色材料于器件研究。
面向本科生和研究生相继讲授过的课程有：大学物理实验、凝聚态物理、非晶态物理、材料物理、现代物理分析方法、材料科学基础、热力学、电磁学、工科大学物理（中文和全英文授课）、《新能源技术概论》（全英文授课）等。
目前在北京航空航天大学主讲的课程为：《工科大学物理》（全英文），124学时，本课程荣获2013年全国首届来华留学生品牌课程。《新能源技术概论》（全英文），16学时，本课程为本科生全校通识课。
社会兼职有：中国感光学会电致变色专业委员会副主任，中国高科技产业化研究会新能源技术专业委员会常务副主任，中国可再生能源学会氢能专业委员会委员，《宇航材料与工艺》《真空与低温》杂志社编委，中国真空学会薄膜分会专业委员会委员，中国材料学会太阳能分会秘书长。
主要学术成果有：发表公开学术论文150余篇，获批中国发明专利10项，获部级科技进步成果一等奖1项、二等奖3项。撰写各种非公开国防科学技术报告20余份，设计线形电子枪存档并实施技术蓝图430余张。
培养学生：已毕业博士、硕士及在读研究生合计50余人；指导本科毕业设计合计30余人。
兰州大学 磁性材料学 大学本科毕业 学士学位
兰州大学 凝聚态物理 博士研究生毕业 博士学位 从事反钙钛矿型铁氮化合物磁性研究
清华大学 核技术 大学本科毕业 学士学位
日本理化学研究所（RIKEN） 结束
北京航空航天大学 在职
巴西物理研究中心（CBPF） 博士后 结束
天津大学 结束
核工业理化工程研究院 助理研究员 结束
《真空与低温》杂志社编委
[2]. 2016.8 -- 至今《宇航与材料工艺》杂志编委
[3]. 2015.4 -- 至今中国真空学会薄膜专业委员会委员
[4]. 2019.9 -- 至今中国感光学会电致变色专业委员会副主任
