Gels：水凝胶能源材料

Gels：水凝胶能源材料 | MDPI Seminar

发表时间: 2025-07-09 阅读量: 31

水凝胶能源材料代表着现代材料科学的前沿探索。水凝胶能源材料凭借其高导电性、优异的机械柔韧性、可调控的离子传输能力以及生物相容性，在超级电容器、柔性电池、生物传感装置、软体机器人等应用中展现出巨大的潜力，成为推动新一代能源技术发展的理想选择。本次线上研讨会将以“水凝胶能源材料”为主题，旨在汇聚本领域顶尖学者，分享最新研究成果，探讨未来发展方向。

我们非常荣幸地邀请到 Gels 期刊栏目主编、上海交通大学冯传良教授担任会议主席，浙江大学王志健研究员、江西科技师范大学卢宝阳教授、北京化工大学万鹏博教授和浙江大学吴子良教授担任主讲嘉宾，围绕水凝胶能源材料的设计、性能优化及其前沿应用这一议题带来精彩的学术报告，欢迎大家积极参与！

会议信息

1 时间

2025年7月16日18:30-21:00

2 线上直播

点击链接，小鹅通直播间在线观看。

https://9g0ug.mk.xet.citv.cn/sl/2OJjLJ

会议议程

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18:30-18:40

会议主席致辞

冯传良教授

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18:40-19:10

高分子力化学设计高性能软材料

王志健研究员

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19:10-19:40

导电聚合物水凝胶设计、加工及人机融合交互应用

卢宝阳教授

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19:40-20:10

可穿戴人机界面交互感知水凝胶材料

万鹏博教授

●

20:10-20:40

拓扑水凝胶机器人及其自发持续运动

吴子良教授

●

20:40-21:00

提问交流环节

主讲嘉宾

	王志健研究员浙江大学于2011年和2015年分别在浙江大学获得学士与硕士学位；2022年于日本北海道大学获得博士学位，随后在该校化学反应发现与设计研究所从事博士后研究。自2025年4月起，任浙江大学高分子系专职研究员。研究方向包括水凝胶的可控变形与驱动设计，以及高分子力化学设计高性能软材料。迄今已在Nat. Mater.、Adv. Mater.、Sci. Adv.、PNAS、JACS、ACIE 等知名期刊以第一作者或通讯作者发表研究论文10余篇。报告题目：高分子力化学设计高性能软材料报告简介：高分子软材料的宏观性能与其微观破坏行为密切相关。本研究围绕“分子尺度破坏的表征、控制与利用”，在双网络水凝胶体系中引入高分子力化学方法，实现了对微观破坏行为的精准调控，并构建出具有新功能的高性能软材料。首先，针对力致断键难以检测、破坏过程随机等问题，设计了多类具有可定量信号输出的力敏团，成功区分并表征了高分子网络的断裂路径，揭示了力敏团对破坏机制的调控作用。其次，通过构象限制等策略引入低断键力力敏团，显著提升了力致反应位点的浓度。最后，结合材料的宏观变形与力化学反应速率的协同调控，实现了材料的实时自增强与力致塑形功能。该研究突破了传统材料设计中对破坏的规避思路，转而将其作为性能调控与功能实现的手段，拓展了高分子力化学在软材料领域的应用。
	卢宝阳教授江西科技师范大学现任江西科技师范大学柔性电子创新研究院常务副院长、柔性电子江西省重点实验室主任。主要从事导电聚合物水凝胶材料设计制备、先进加工技术及其应用研究。以第一/通讯作者在 Nature Materials、Nature Reviews Materials、Nature Communications、Advanced Materials 等期刊发表SCI论文160余篇。获江西省自然科学一等奖、二等奖等奖励；入选国家级青年人才、江西省主要学科学术带头人等；获全国优秀教师、江西青年五四奖章等荣誉。报告题目：导电聚合物水凝胶设计、加工及人机融合交互应用报告简介：导电聚合物水凝胶基柔性电子器件在人机融合交互领域逐渐引发国际范围内的广泛关注，然而现有导电聚合物水凝胶材料电学、力学等性能尚不能满足需求、先进加工集成技术缺乏等问题限制了其实际应用。报告人基于分子工程、链工程、晶相工程等手段设计开发了系列PEDOT:PSS基水凝胶，建立了PEDOT:PSS基导电聚合物水凝胶的直接3D打印及光刻技术，实现了导电聚合物水凝胶微米级加工及升维制造；进而，设计制造了系列导电聚合物水凝胶应变传感器、高密度植入式电极阵列、多通道软神经电极等器件，构筑了电生理信号传感与可穿戴智能控制、运动识别、植入式电生理记录/刺激等人机融合交互应用。
	万鹏博教授北京化工大学教授，博士生导师，国家优青，长期从事可穿戴高分子复合材料与传感器件方面的研究工作，在 Matter、Adv. Mater.、Device、Adv. Funct. Mater. 等期刊发表SCI论文70余篇，论文总引13000余次，高被引论文16篇。相关科研成果与进展被人民日报、科技部网站、北京广播电视台纪实科教频道《科普中国直击最前沿》关注。曾主持国家自然科学基金面上、优青、北京市自然科学基金、中石化等项目；曾承担国家重点研发计划项目任务、中央高水平医院临床成果转化项目任务等。荣获中国橡胶科技创新奖。担任 Advanced Powder Materials、Smart Materials in Medicine 等期刊特聘编委/编委；担任中国材料研究学会水凝胶材料分会常务理事、纤维材料改性与复合技术分会理事、中国复合材料学会智能/纳米/导热复合材料专业委员会委员。报告题目：可穿戴人机界面交互感知水凝胶材料报告简介：可穿戴水凝胶传感材料与器件，因与人体皮肤界面的无缝共形贴附而被广泛应用于实时个人健康监测、疾病诊断与治疗、人机交互感知等领域。借助导电纳米材料与高分子网络之间的界面超分子作用，可控制备了具有优异自粘附性能和紫外防护功能的生物粘附共形贴附水凝胶材料，实现了皮肤界面的共形稳定贴附，有助于面向人机界面交互与脑机接口的高信噪比和低界面阻抗的人体电生理信号 (脑电、心电、肌电等) 采集。机器学习辅助的高准确性手语手势识别，有助于听力障碍人群的无障碍沟通；在下一代可穿戴电子皮肤、康复训练、机器学习辅助的人机交互领域展现了潜在的应用前景。
	吴子良教授浙江大学 Gels 期刊编委浙江大学求是特聘教授、博士生导师，高分子科学与工程学系副系主任。2003年毕业于浙江大学；2006年于华东理工大学获硕士学位；2010年于北海道大学获博士学位，之后分别在多伦多大学、居里研究所、北海道大学从事博士后研究工作；2013年入职浙江大学高分子科学与工程学系；2023年获国家杰出青年基金 (青年科学基金A类) 项目资助。主要研究方向为高性能水凝胶材料与器件，包括玻璃态水凝胶制备及结构-性能关系、水凝胶可控变形与软驱动器设计。在 Nat. Commun.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Macromolecules 等期刊发表论文150余篇。报告题目：拓扑水凝胶机器人及其自发持续运动报告简介：自然界有机生命体具有突出的自主持续运动能力。然而，软体机器人常依靠动态刺激或额外的控制系统实现连续变形和运动。如何实现自发持运动是该领域的重要前沿问题。近期，几何结构设计为物理智能的实现以及自主运动软体机器人的设计提供了新思路。我们设计制备了具有拓扑结构的水凝胶机器人，其在恒定条件下表现出可持续的运动能力。实验、模拟结果表明，动态非平衡过程受光响应凝胶结构约束、自遮挡效应的协同调控。基于以上原理，我们还设计构筑了一系列环形纽带机器人，在光照条件下具有持续翻转、旋转运动机能。研究结果表明几何形状、拓扑结构在实现软体机器人持续运动中的独特贡献，相关的设计原理和运动机制适用于其他响应材料。

相关栏目

1. Gel Chemistry and Physics

点击链接，了解栏目详情。

https://www.mdpi.com/journal/gels/sections/Gel_Chemistry_Physics

2. Gel Applications

点击链接，了解栏目详情。

https://www.mdpi.com/journal/gels/sections/Gel_Applications

会议组织方

主办单位

合作单位

MDPI 已成功举办过多场学术研讨会，旨在为领域内学者提供一个学术交流的平台。相信通过进一步的交流，我们可以为广大青年学者及研究人员在英文学术写作和发表以及学术研究方面做出进一步的指导和探讨。

中文研讨会学术官网：

https://mdpi.cn/activities

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Gels 期刊介绍

主编：

Prof. Dr. Esmaiel Jabbari, University of South Carolina, USA

期刊主题覆盖凝胶、有机凝胶、水凝胶、离子凝胶、干凝胶、胶体凝胶、凝胶化机理相关的计算模型及凝胶材料相关的合成、表征和应用等。

2024 Impact Factor	5.3
2024 CiteScore	7.6
Time to First Decision	12.5 Days
Acceptance to Publication	2.7 Days

会议主席

冯传良教授

上海交通大学

Gels 期刊栏目主编

聚焦生命体系中的手性现象，探究手性信息的传递与放大、手性超分子材料构筑及其生物医学应用。在超分子材料手性结构设计、自组装新策略创建以及生物性能的发掘等方面做出创造性学术贡献。在 Acc. Chem. Res.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed 等刊物发表SCI论文170篇，授权国家发明专利25项。任 Gels 期刊栏目主编，Sci. Repot.、Adv. Fiber. Mater., Supra. Mater. 等期刊编委。担任国际高分子材料表征学术委员会委员、国际高分子表征学会 (POLYCHAR) 学术委员会委员、第三届全国手性委员会委员、中国材料大会学术委员会委员和水凝胶分会主席。主持国家自然科学基金重点项目等20余项。2020年获国家万人计划创新领军人才；2022年获上海市自然科学一等奖；2024年获中国材料研究学会科技进步一等奖；2019获国际纯粹与应用化学联合会RICHARD ROBERT ERNST学术奖。

	王志健研究员浙江大学于2011年和2015年分别在浙江大学获得学士与硕士学位；2022年于日本北海道大学获得博士学位，随后在该校化学反应发现与设计研究所从事博士后研究。自2025年4月起，任浙江大学高分子系专职研究员。研究方向包括水凝胶的可控变形与驱动设计，以及高分子力化学设计高性能软材料。迄今已在Nat. Mater.、Adv. Mater.、Sci. Adv.、PNAS、JACS、ACIE 等知名期刊以第一作者或通讯作者发表研究论文10余篇。报告题目：高分子力化学设计高性能软材料报告简介：高分子软材料的宏观性能与其微观破坏行为密切相关。本研究围绕“分子尺度破坏的表征、控制与利用”，在双网络水凝胶体系中引入高分子力化学方法，实现了对微观破坏行为的精准调控，并构建出具有新功能的高性能软材料。首先，针对力致断键难以检测、破坏过程随机等问题，设计了多类具有可定量信号输出的力敏团，成功区分并表征了高分子网络的断裂路径，揭示了力敏团对破坏机制的调控作用。其次，通过构象限制等策略引入低断键力力敏团，显著提升了力致反应位点的浓度。最后，结合材料的宏观变形与力化学反应速率的协同调控，实现了材料的实时自增强与力致塑形功能。该研究突破了传统材料设计中对破坏的规避思路，转而将其作为性能调控与功能实现的手段，拓展了高分子力化学在软材料领域的应用。
	卢宝阳教授江西科技师范大学现任江西科技师范大学柔性电子创新研究院常务副院长、柔性电子江西省重点实验室主任。主要从事导电聚合物水凝胶材料设计制备、先进加工技术及其应用研究。以第一/通讯作者在 Nature Materials、Nature Reviews Materials、Nature Communications、Advanced Materials 等期刊发表SCI论文160余篇。获江西省自然科学一等奖、二等奖等奖励；入选国家级青年人才、江西省主要学科学术带头人等；获全国优秀教师、江西青年五四奖章等荣誉。报告题目：导电聚合物水凝胶设计、加工及人机融合交互应用报告简介：导电聚合物水凝胶基柔性电子器件在人机融合交互领域逐渐引发国际范围内的广泛关注，然而现有导电聚合物水凝胶材料电学、力学等性能尚不能满足需求、先进加工集成技术缺乏等问题限制了其实际应用。报告人基于分子工程、链工程、晶相工程等手段设计开发了系列PEDOT:PSS基水凝胶，建立了PEDOT:PSS基导电聚合物水凝胶的直接3D打印及光刻技术，实现了导电聚合物水凝胶微米级加工及升维制造；进而，设计制造了系列导电聚合物水凝胶应变传感器、高密度植入式电极阵列、多通道软神经电极等器件，构筑了电生理信号传感与可穿戴智能控制、运动识别、植入式电生理记录/刺激等人机融合交互应用。
	万鹏博教授北京化工大学教授，博士生导师，国家优青，长期从事可穿戴高分子复合材料与传感器件方面的研究工作，在 Matter、Adv. Mater.、Device、Adv. Funct. Mater. 等期刊发表SCI论文70余篇，论文总引13000余次，高被引论文16篇。相关科研成果与进展被人民日报、科技部网站、北京广播电视台纪实科教频道《科普中国直击最前沿》关注。曾主持国家自然科学基金面上、优青、北京市自然科学基金、中石化等项目；曾承担国家重点研发计划项目任务、中央高水平医院临床成果转化项目任务等。荣获中国橡胶科技创新奖。担任 Advanced Powder Materials、Smart Materials in Medicine 等期刊特聘编委/编委；担任中国材料研究学会水凝胶材料分会常务理事、纤维材料改性与复合技术分会理事、中国复合材料学会智能/纳米/导热复合材料专业委员会委员。报告题目：可穿戴人机界面交互感知水凝胶材料报告简介：可穿戴水凝胶传感材料与器件，因与人体皮肤界面的无缝共形贴附而被广泛应用于实时个人健康监测、疾病诊断与治疗、人机交互感知等领域。借助导电纳米材料与高分子网络之间的界面超分子作用，可控制备了具有优异自粘附性能和紫外防护功能的生物粘附共形贴附水凝胶材料，实现了皮肤界面的共形稳定贴附，有助于面向人机界面交互与脑机接口的高信噪比和低界面阻抗的人体电生理信号 (脑电、心电、肌电等) 采集。机器学习辅助的高准确性手语手势识别，有助于听力障碍人群的无障碍沟通；在下一代可穿戴电子皮肤、康复训练、机器学习辅助的人机交互领域展现了潜在的应用前景。
	吴子良教授浙江大学 Gels 期刊编委浙江大学求是特聘教授、博士生导师，高分子科学与工程学系副系主任。2003年毕业于浙江大学；2006年于华东理工大学获硕士学位；2010年于北海道大学获博士学位，之后分别在多伦多大学、居里研究所、北海道大学从事博士后研究工作；2013年入职浙江大学高分子科学与工程学系；2023年获国家杰出青年基金 (青年科学基金A类) 项目资助。主要研究方向为高性能水凝胶材料与器件，包括玻璃态水凝胶制备及结构-性能关系、水凝胶可控变形与软驱动器设计。在 Nat. Commun.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Macromolecules 等期刊发表论文150余篇。报告题目：拓扑水凝胶机器人及其自发持续运动报告简介：自然界有机生命体具有突出的自主持续运动能力。然而，软体机器人常依靠动态刺激或额外的控制系统实现连续变形和运动。如何实现自发持运动是该领域的重要前沿问题。近期，几何结构设计为物理智能的实现以及自主运动软体机器人的设计提供了新思路。我们设计制备了具有拓扑结构的水凝胶机器人，其在恒定条件下表现出可持续的运动能力。实验、模拟结果表明，动态非平衡过程受光响应凝胶结构约束、自遮挡效应的协同调控。基于以上原理，我们还设计构筑了一系列环形纽带机器人，在光照条件下具有持续翻转、旋转运动机能。研究结果表明几何形状、拓扑结构在实现软体机器人持续运动中的独特贡献，相关的设计原理和运动机制适用于其他响应材料。