團(tuán)隊概況
海洋功能薄膜材料與應(yīng)用創(chuàng)新單元以國家“海外高層次人才引進(jìn)計劃”特聘專家-姜辛教授為首席科學(xué)家,，致力于金剛石功能薄膜材料和熱電功能材料制備及其在海洋領(lǐng)域中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,。團(tuán)隊現(xiàn)擁有人員11人，具有高級職稱人員3人,，博士6人,，包括國家“海外高層次人才引進(jìn)計劃”專家1人、中科院“百人計劃”1人,、青島市創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新領(lǐng)軍人才計劃1人,，擁有金剛石薄膜化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)、多靶位磁控濺射系統(tǒng),、掃描電鏡,、電子束蒸鍍系統(tǒng)、電化學(xué)工作站等大型儀器設(shè)備10余套,，總值1000余萬元,。團(tuán)隊自成立以來，承擔(dān)國家自然科學(xué)基金2項,、國家外專局人才引進(jìn)計劃項目,、山東省重點研發(fā)計劃（重大關(guān)鍵技術(shù)）項目、山東省科技創(chuàng)新重大工程,、山東省重點研發(fā)計劃（國際科技合作）,、山東省自然科學(xué)基金等項目17項；發(fā)表論文20余篇,，其中SCI/EI論文10篇,；申請發(fā)明專利5項，授權(quán)發(fā)明專利7項,，授權(quán)實用新型專利12項,；獲軟件著作權(quán)3項,。
2019年，團(tuán)隊獲批山東省高等學(xué)校優(yōu)秀青年創(chuàng)新團(tuán)隊,。
團(tuán)隊首席科學(xué)家,，姜辛，男,，教授,，1960年11月出生，國際知名金剛石薄膜領(lǐng)域?qū)＜?，中組部“海外高層次人才引進(jìn)計劃”專家,、教育部“長江學(xué)者”講座教授、國家級特聘專家,、德國錫根大學(xué)表面技術(shù)與材料工程研究所所長,、C4級（德國最高級別）終身講座教授，山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所特聘專家,。1991年博士畢業(yè)于德國亞琛工業(yè)大學(xué),，師從2007年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者德國著名科學(xué)家Peter Grünberg 教授，1998年獲得德國國家博士并獲教授資格,。姜辛教授長期致力于薄膜生長設(shè)計與應(yīng)用研究,，獲得多項創(chuàng)新性成果，在相關(guān)領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先地位,。首次實現(xiàn)了金剛石在硅表面的異質(zhì)外延生長,，被公認(rèn)為金剛石研究領(lǐng)域的重大突破；利用高分辨電子顯微技術(shù)首次揭示了金剛石與硅基體界面的原子結(jié)構(gòu),，建立了原子擴(kuò)散控制的金剛石硅表面形核模型,，實現(xiàn)了金剛石硅表面的定向形核；首次采用布里淵散射(Brillouin Scattering)與納米壓痕技術(shù)(Nano Indentation)對非晶薄膜材料的彈性力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,，相關(guān)論文成為該領(lǐng)域的開創(chuàng)性經(jīng)典文章,；率先使用氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜替代ITO用于有機(jī)發(fā)光器件電極；首次實現(xiàn)混合相納米晶金剛石/β-碳化硅復(fù)合薄膜的制備,，為擴(kuò)展金剛石薄膜的應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ),；利用氣相沉積及原位硼摻雜技術(shù)成功研制出國際第一臺金剛石電子硬度計。姜辛教授在《Science》,、《Nature Communications》,、《Phys. Rev. Lett.》、《Nano Lett.》,、《Adv. Energy Mater.》等期刊上發(fā)表論文330余篇,，他引超過7900余次，特邀報告100余次，撰寫特邀綜述性論文13篇,，撰寫論著5本,，獲得歐美專利12項，中國專利20余項,。
團(tuán)隊負(fù)責(zé)人,，蓋志剛，男,，博士,，副研究員，1982年8月出生,，青島市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才，山東省高等學(xué)校優(yōu)秀青年創(chuàng)新團(tuán)隊負(fù)責(zé)人,，帶領(lǐng)本團(tuán)隊深耕海洋傳感材料與儀器研發(fā),，相繼突破硼摻雜金剛石薄膜材料設(shè)計制備關(guān)鍵技術(shù)、高靈敏金剛石薄膜電導(dǎo)池設(shè)計關(guān)鍵技術(shù),，研制新型金剛石薄膜電極海洋鹽度傳感器,；突破大尺寸鈮基金剛石薄膜材料與電極制備技術(shù)、疊層電解池設(shè)計與優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù),，研制金剛石薄膜高濃度高毒性工業(yè)廢水處理系統(tǒng)樣機(jī),；突破碲化鉍納米薄膜制備及能量采集技術(shù)，設(shè)計碲化鉍熱電轉(zhuǎn)換器件,，承擔(dān)山東省科技重大創(chuàng)新工程項目,、山東省重點研發(fā)計劃（國際科技合作）項目、山東省重點研發(fā)計劃（重大關(guān)鍵技術(shù)）項目,、國家外專局外國專家項目,、山東省自然科學(xué)基金等項目10余項；在 Applied Surface Science等國際知名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文12篇,；授權(quán)專利10余項,。
研究方向
團(tuán)隊針對我國現(xiàn)有海洋環(huán)境監(jiān)測、環(huán)保技術(shù),、能源供應(yīng)領(lǐng)域核心材料和器件研制過程中存在的技術(shù)問題和難點,，開展金剛石功能薄膜材料制備及其在海洋傳感中的應(yīng)用、基于金剛石薄膜電極的水質(zhì)監(jiān)測與處理技術(shù),、基于功能薄膜材料的海洋防護(hù)技術(shù),、碲化鉍等熱電材料的制備及熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)等方面的應(yīng)用基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)研究，從新材料,、新工藝角度尋求技術(shù)突破,，研制金剛石基薄膜電極海洋鹽度傳感器、硼摻雜金剛石薄膜水處理系統(tǒng)、熱電能量轉(zhuǎn)換器件,。
1）基于功能薄膜的系列化海洋鹽度傳感器
2）海洋水質(zhì)處理技術(shù)
3）基于熱電材料的海洋發(fā)電和制冷裝置
4）海洋防腐防護(hù)涂層技術(shù)
研究成果
金剛石薄膜電極式海洋鹽度傳感器
基于功能薄膜性能優(yōu)勢與精密微納制造技術(shù)優(yōu)勢,，針對復(fù)雜海洋環(huán)境中海洋浮標(biāo)、臺站,、船舶,、水下移動單元、潛標(biāo)與海床基等監(jiān)測平臺及其鹽度測量需求,，開展不同電導(dǎo)池結(jié)構(gòu),、不同探頭傳感材料、不同結(jié)構(gòu)封裝樣式,、不同性能指標(biāo)與應(yīng)用場景的系列化鹽度傳感器研發(fā),，滿足不同應(yīng)用場景的觀測監(jiān)測需求。
傳感器探頭,、電路與樣機(jī)
微納制備關(guān)鍵技術(shù)
海洋水質(zhì)處理技術(shù)
基于硼摻雜金剛石薄膜的性能優(yōu)勢,，針對高濃度高毒性工業(yè)廢水處理技術(shù)難點，相繼突破大尺寸金剛石薄膜疊層電極設(shè)計與制備,、高效電解池設(shè)計與加工,、污水處理工藝優(yōu)化與自動化控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制金剛石薄膜高濃度高毒性工業(yè)廢水處理系統(tǒng)樣機(jī),，并進(jìn)行多種難降解工業(yè)廢水的處理應(yīng)用與分析,。此外，基于電化學(xué)高級氧化技術(shù),，利用活性氧實現(xiàn)對飲水,、醫(yī)療器械等的高效滅菌，具有體積小,、能耗低,、滅殺效率高、綠色環(huán)保,、無人值守,、壽命長等優(yōu)勢、便于實現(xiàn)模塊化集成等優(yōu)勢,。
疊層金剛石薄膜電極電解池設(shè)計
大面積金剛石薄膜制備與表征
金剛石薄膜凈水模塊
基于熱電材料的海洋發(fā)電和制冷裝置
基于熱電功能材料及微納器件技術(shù),，研制具有無機(jī)械運動、無噪聲,、無磨損,、可靠性高、免維護(hù),、無污染,、尺寸形狀可根據(jù)需要設(shè)計等突出優(yōu)點的熱電能量轉(zhuǎn)換器,。可制備成腕式,、衣物式等可穿戴柔性電子器件,，利用人體與環(huán)境的溫差進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換，根據(jù)功率需求及人體舒適度可做成不同尺寸不同形狀發(fā)電器,；利用海洋浮標(biāo),、船舶、海洋工程裝備等設(shè)備余熱,、空氣與海水,、空氣與設(shè)備溫差發(fā)電，可作為搭載儀器裝備的供電裝置與高性能制冷裝置,。
基于熱電材料的溫差發(fā)電和制冷工作原理
聯(lián)系方式：0532-58628758
研究方向
具有熒光性質(zhì)的傳感器已經(jīng)在環(huán)境監(jiān)測,、生物化學(xué)、醫(yī)療診斷,、食品安全,、航空航天、信息等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,。我們將研制新型的具有高選擇性，穩(wěn)定性,，靈敏度的有機(jī)或高分子熒光傳感材料以及可同時檢測多個分析物質(zhì)的多功能傳感材料,。并以這些材料為基礎(chǔ)結(jié)合各種傳感器件，建立先進(jìn)光學(xué)傳感檢測新方法,、研制新型分析檢測儀器設(shè)備和在光分析領(lǐng)域獲得創(chuàng)新和突破,。
研究內(nèi)容
課題組致力于新功能材料、新型熒光傳感器,、熒光檢測設(shè)備的設(shè)計和研究,，積極探索在環(huán)境監(jiān)測、移動醫(yī)療,、公共安全,、食品安全等相關(guān)領(lǐng)域的實際應(yīng)用。主要包括：
（1）著重改善熒光傳感元件分析檢測的靈敏度,、響應(yīng)時間,、選擇性、準(zhǔn)確度等,。主要包括：熒光指示劑,，釕和鉑金屬兩親性配合物等其他指示劑的合成及其光物理性質(zhì)研究；良好的自清潔功能防污材料制備的熒光敏感元件研究,；基于功能性材料的熒光敏感元件的研究,；
（2）基于不同熒光敏感元件的傳感器設(shè)計和研究,。研制具有不同量程、響應(yīng)時間,、靈敏度,、可適用于不同環(huán)境的氣體(氧氣、二氧化碳,、硫化氫等),、離子(pH，重金屬離子,，堿金屬離子和陰離子),、溫度等傳感設(shè)備，包括熒光傳感探頭,、二維可視化成像設(shè)備,、便攜可穿戴設(shè)備等；
（3）基于熒光傳感檢測方法的應(yīng)用研究,。主要包括：以土壤,、水體、沉積物,、生物體系等為研究對象,，開展微環(huán)境高時空分辨率檢測的應(yīng)用研究。
新型熒光傳感材料研究
先進(jìn)熒光傳感方法建立和應(yīng)用研究
研究方向1：光纖傳感技術(shù)及其在海洋水體探測中的應(yīng)用
光纖傳感技術(shù)是隨著光電子技術(shù)和光纖技術(shù)發(fā)展起來的新型傳感器技術(shù),。光纖傳感技術(shù)以光纖為媒質(zhì),、光為載體，感知和傳輸外界信號,。光纖傳感技術(shù)在海洋探測中具有獨特的優(yōu)勢,。全光纖傳感系統(tǒng)可沿任意路徑遠(yuǎn)距離傳輸光信號，信息容量大,，數(shù)據(jù)傳輸速率高,，穩(wěn)定性好，水下無源,，避免了傳感器水下漏電的問題,。此外，光纖傳感系統(tǒng)的光源及解調(diào)等高價值部分全部在甲板上,，可重復(fù)利用,，水下傳感單元成本低、免維護(hù),。光纖傳感器對溫度,、應(yīng)變、折射率等多個參量敏感,。利用光纖光柵,、光纖MZ干涉,、光學(xué)FP腔等敏感結(jié)構(gòu)測量海水中的物理要素，包括溫鹽深,、湍流,、波浪、流速,、聲速等,，能為海洋內(nèi)波、溫躍層,、中尺度渦等的觀提供數(shù)據(jù)支撐,，因而得到眾多研究者的廣泛關(guān)注。
研究方向2：高精度激光微納加工技術(shù)
高精度激光加工中心由山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所與青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實驗室共同建設(shè),，圍繞國家海洋科學(xué)的發(fā)展方向和戰(zhàn)略目標(biāo),，以飛秒激光微加工系統(tǒng)、紫外準(zhǔn)分子激光微加工系統(tǒng),、二氧化碳激光加工系統(tǒng)為基礎(chǔ),，開展金屬、半導(dǎo)體,、有機(jī)等材料的精密加工,，為新型海洋傳感器的研發(fā)提供加工服務(wù)。同時,，依托高精加工能力,，開展新型傳感器的研發(fā)，提高新型海洋儀器的研發(fā)與應(yīng)用水平,，提升國產(chǎn)化海洋傳感器的核心競爭力。
對外服務(wù)：
可提供超快激光微納加工,、光纖溫鹽深傳感器及整體解決方案等服務(wù),。
招生方向：
碩士：控制工程、新一代電子信息
博士：智能科學(xué)與技術(shù)
服務(wù)及招生聯(lián)系方式：趙老師 18153250817/[email protected]
海洋學(xué)部
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