湖南大学化学化工学院胡家文

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胡家文，男，1973年出生，湖北安陆人，教授，湖南大学博士生导师，湖南省青年骨干教师培养对象(2007)，化学化工学院学术委员会委员。主讲本科生《物理化学》、《胶体化学》、《化学前沿》、《基础化学实验》和研究生《高等电化学原理》等课程。已在包括 J. Am. Chem. Soc、Nano Research、Sci. China Mater.、J. Phys. Chem. C、J. Phys. Chem. B、Langmuir、Chem. Commun.、RSC Adv.和高等学校化学学报等国内外期刊发表第一作者和通讯作者论文30多篇，引用900多次，H指数14。主持过两项国家自然科学基金项目，1项湖南省自然科学基金项目和两项国家重点实验室开放课题项目，参与1项国家自然科学基金重大研究计划培育项目和1项国家自然科学基金湖南大学理科化学基地－科研训练及科研能力提高项目，现在研1项国家自然科学基金课题。国家自然科学基金通讯评审专家、教育部学位中心学位论文通讯评审专家、Nano Reseach、J. Phys. Chem. C、高等学校化学学报等国内外多家期刊审稿人。


胡家文
教授，博士生导师
所属学科: 物理化学
电子邮件: jwhu@hnu.edu.cn
办公地点: 新化工楼D区307

教育背景
2002.09－2004.08，厦门大学，固体表面物理化学国家重点实验室博士后
2001.10－2002.02，日本关西大学，理学院，化学系，博士期间合作研究
1999.09－2002.07，吉林大学，超分子结构与材料国家重点实验室，博士
1996.09－1999.07，吉林大学，化学系,硕士
1992.09－1996.07，长春师范学院，化学系，学士
工作履历
2012.11－迄今，湖南大学，化学化工学院，教授/博士导师
2011.03－2012.02，英国南安普敦大学，化学系，访问学者
2009.07－迄今，湖南大学，化学化工学院，教授
2005.08－2009.07，湖南大学化学化工学院和生物医学工程中心，副教授
2004.09－2005.08，天津大学，理学院化学系，副教授
研究领域
电容去离子水处理和盐水淡化、能源电化学
纳米材料合成、组装、性质和应用（如显示屏用导电透明电极）
有序微纳结构的构筑、光电功能和器件
科研项目
1. 等离激元光电转换界面的设计和电荷转移特性(21673070)，国家自然科学基金面上项目，主持，在研。
2. 基于实时单分子光谱技术的纳米颗粒早期自组装过程的研究(91027037)，国家自然科学基金重大研究计划培育项目，参加，已结题。
3. 生物亲和性SERS纳米探针的设计、制备和表征(20873037)，国家自然科学基金面上项目，主持，已结题。
4. 基于表面增强拉曼光谱的免疫检测和活细胞、组织研究(20603008)，国家自然科学基金青年基金，主持，已结题。
5. 基于可调控SPR纳米粒子SERS效应的免疫识别(06JJ3006)，湖南省自然科学青年基金，主持，已结题。
6. 组装纳结构材料的SERS研究: SPR从可调到耦合，厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室开放课题，主持，已结题。
7. 基于SERS技术的pH传感器(SKLSSM200902)，吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室开放课题，主持，已结题。.
学术成果
代表性论文 (更多请见：http://www.researcherid.com/rid/G-3500-2010；https://www.researchgate.net/profile/Jiawen_Hu）

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2018自然科学基金面上项目-外场强化的低温奥斯特瓦尔德纳米焊接
批准号        21872047        学科分类        有机氟化学 ( B020304 )
负责人        胡家文        职称                单位名称        湖南大学
资助金额        66万元        项目类别        面上项目        起止年月        2019年01月01日 至 2022年12月31日

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纳米焊接是一种能够在单个纳米部件之间建立稳定的固态互连（以作为有效的电子传输途径）的技术。焊接后的纳米结构不仅可以保有(甚至增强)母体纳米材料原来固有的特性，而且可以创造出母体纳米材料所没有的新特性。目前，人们利用热(包括焦耳热)、压力、激光和光、电子束、等离子体、超声波、化学反应等作为外部刺激源，已经发展出了一系列的纳米焊接策略。虽然取得了很大的进展，但是这些策略往往需要专用的仪器、特殊的焊接环境，特别是需要输入高的能量来触发苛性的“固-液-固”相变过程，从而有可能损伤纳米材料的结构和特性。因此，为了充分挖掘和利用纳米材料的潜力，发展低温纳米焊接策略具有重要意义。在理想的情况下，低温纳米焊接应能不明显地损伤纳米材料的结构，而且可以在常规条件下快速地实施。

         外场强化的低温奥斯特瓦尔德纳米焊接（ONW）以单层金纳米粒子（Au NP）薄膜（用界面自组装方法制备、粒子间距2~5 nm）为焊接对象，采用光、直流电（DC）和交流电（AC）作为外场实施焊接（图1（a））。通过精密电源测定Au NP薄膜的电阻，透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）测定Au NP薄膜的微观形貌，红外热成像仪实时监测焊接过程中Au NP薄膜以及透明加热器表面的温度，电化学工作站测定叉指电极的电催化活性。用COMSOL软件模拟，在外场强化的ONW过程中，溶出的金属离子在纳米间隙中的限域传输。
         本研究发展了一种外场(即light、DC和AC)强化的低温ONW策略，以实现在水环境中高效焊接纳米材料(以Au NP薄膜焊接为例)，并提出了一种电子局域机制来解释它。结果表明，在外场作用下，电子会局域在相邻的两个Au NP构成的纳米间隙内。这些外场导致的局域电荷，一方面会极大地极化纳米间隙中的表面原子，从而强化它们的溶解、限域传输(即，与纳米间隙中的有序水分子一起，共同限制溶出的Au3+离子只能在纳米间隙中的传输）和再沉积过程，即强化了Au NP的电化学奥斯特瓦尔德（OR）过程。另一方面，局域电荷会在表面原子中形成较强的静电斥力，从而强化表面原子的扩散过程。因此，被强化的电化学OR过程和表面原子扩散过程协同作用，产生一种被研究者命名为“ONW”的焊接策略。作为例子，研究者还采用所发展的ONW技术，通过液相法将Au NPs加工为叉指电极(IDEs)和将Ag纳米线(NWs)加工成高性能透明导体(TC)。因此，这种外场强化的低温ONW策略提供了一种有效的互连技术，可以用于将单个纳米部件加工成功能性纳米元、器件。