中国科学院金属研究所任文才

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任文才
性　别        男        最高学历        博士研究生
职　称        研究员        专家类别        硕士生导师
部　门        沈阳材料科学国家（联合）实验室 先进炭材料研究部
通讯地址        辽宁省沈阳市沈河区文化路72号，中国科学院金属研究所，先进炭材料研究部
邮政编码        110016        电子邮件        wcren@imr.ac.cn
电　话        +86-24-23971472        传　真        024-23971788
简历：
　　工作简历：
　　2005.7-2006.9  中国科学院金属研究所    助理研究员
　　2006.9-2009.9  中国科学院金属研究所    副研究员
　　2009.9-2011.9  中国科学院金属研究所    项目研究员
　　2011.9至今     中国科学院金属研究所    研究员                                       
　　2009.5-2010.5  英国曼彻斯特大学        合作研究
　　              (石墨烯发现者、2010年度诺贝尔物理学奖获得者AK Geim教授研究组)
　　学习简历：
　　1993.9-1997.7   东北大学材料冶金学院    本科学习
　　1997.9-2000.3   东北大学材料冶金学院    攻读硕士学位
　　2000.3-2004.6   中国科学院金属研究所    攻读博士学位
　　2004.6-2005.6   德国锡根大学            科学院资助的中外合培博士生
　　2005.6          中国科学院金属研究所    获博士学位
研究领域：
　　石墨烯等二维原子晶体材料的制备、物性与应用
　　• 新型二维原子晶体材料的探索
　　• 高质量石墨烯及其宏观体材料的CVD控制制备
　　• 高品质石墨烯的化学法规模化制备
　　• 石墨烯在锂离子电池和超级电容器方面的应用
　　• 石墨烯在柔性光电器件和储能器件方面的应用探索
　　• 石墨烯在热管理、功能涂层、复合材料等方面的规模应用
承担科研项目情况：
　　提出并选用了独特结构的基体，采用CVD方法制备出三维连通网络结构的石墨烯材料（图1，Nature Mater, 2011），拓展了石墨烯的应用空间，被评为2011年度"中国科学十大进展"；实现了毫米级高质量单晶石墨烯的重复制备与无损转移（图2，Nature Commun, 2012）。发展出低成本大量制备高质量石墨烯的新方法，在企业完成了中试并通过成果鉴定。
　　揭示了石墨烯的场发射性能(Adv Mater, 2009) 及石墨烯与氧化物的协同储能效应(ACS Nano & AFM, 2010等)，开拓了在柔性储能器件中的应用；研制出石墨烯基弹性导体、高灵敏传感器、高效热管理材料、轻质电磁屏蔽材料和高倍率柔性锂离子电池等（PNAS & Adv Mater, 2012等）。
　　发展了浮动催化剂CVD方法制备出双壁碳纳米管(CPL, 2002)，揭示了其结构特征、拉曼光谱和CVD生长机制。提出采用非金属催化剂高效制备出单壁碳纳米管及其气-固-固生长机制，开辟了又一制备碳纳米管的新途径（JACS, 2009 & 2011)。
社会任职：
　　中国科学院青年创新促进会会员；中国材料研究学会青年工作委员会理事；全国纳米技术标准化技术委员会纳米材料分技术委员会委员。
获奖及荣誉：
　　• 2008年度中科院卢嘉锡青年人才奖
　　• 2007年度全国百篇优秀博士学位论文提名奖
　　• 2007年Elsevier出版社的CARBON Prize二等奖
　　• 2006年度国家自然科学二等奖
　　• 2006年度中科院优秀博士学位论文奖
　　• 2005年度中科院院长特别奖
代表论著：
　　[1] L.B. Gao†, W.C. Ren†, H.L. Xu, L. Jin, Z.X. Wang, T. Ma, L.P. Ma, Z.Y. Zhang, Q. Fu, L.M. Peng, X.H. Bao, H.M Cheng*, Repeated growth and bubbling transfer of graphene with millimetre-size single-crystal grains using platinum. Nature Communications 2012; 3: 699.
　　[2] Z.P. Chen†, W.C. Ren†, L.B. Gao, B.L. Liu, S.F. Pei, H.M. Cheng*, Three-dimensional flexible and conductive interconnected graphene networks grown by chemical vapour deposition. Nature Materials 2011; 10 (6): 424-428.
　　[3] Z.P. Chen†, C. Xu†, C.Q. Ma, W.C. Ren*, H.M. Cheng, Lightweight and flexible graphene foam composites for high-performance electromagnetic interference shielding, Advanced Materials 2012; Accepted.
　　[4] N. Li, Z.P. Chen, W.C. Ren, F. Li, H.M. Cheng*, Flexible graphene-based lithium ion batteries with ultrafast charge and discharge rates, Proceedings of The National Academy of Sciences of The United States of America 2012; 109 (43): 17360-17365.
　　[5] Z.S. Wu, W.C. Ren*, L. Wen, L.B. Gao, J.P. Zhao, Z.P. Chen, G.M. Zhou, F. Li, H.M. Cheng*, Graphene anchored with Co3O4 nanoparticles as anode of lithium ion batteries with enhanced reversible capacity and cyclic performance. ACS Nano 2010; 4 (6): 3187-3194.
　　[6] Z.S. Wu, D.W. Wang, W.C. Ren*, J.P. Zhao, G.M. Zhou, F. Li, H.M. Cheng*, Anchoring hydrous RuO2 on graphene sheets for high-performance electrochemical capacitors. Advanced Functional Materials 2010; 20 (20): 3595-3602.
　　[7] J.P. Zhao, S.F. Pei, W.C. Ren*, L.B. Gao, H.M. Cheng*, Efficient preparation of large-area graphene oxide sheets for transparent conductive films. ACS Nano 2010; 4 (9): 5245-5252.
　　[8] Z.S. Wu, W.C. Ren*, L.B. Gao, J.P. Zhao, Z.P. Chen, B.L. Liu, D.M. Tang, B. Yu, C.B. Jiang, H.M. Cheng*, Synthesis of graphene sheets with high electrical conductivity and good thermal stability by hydrogen arc discharge exfoliation. ACS Nano 2009; 3 (2): 411-417.
　　[9] Z.S. Wu, S.F. Pei, W.C. Ren*, D.M. Tang, L.B. Gao, B.L. Liu, F. Li, C. Liu, H.M. Cheng*, Field emission of single-layer graphene films prepared by electrophoretic deposition. Advanced Materials 2009; 21 (17): 1756-1760.
　　[10] B.L. Liu, W.C. Ren*, L.B. Gao, S.S. Li, S.F. Pei, C. Liu, C.B. Jiang, H.M. Cheng*,   Metal-catalyst-free growth of single-walled carbon nanotubes. Journal of The American Chemical Society 2009; 131 (6): 2082-2083.
邀请报告：
　　1. W.C. Ren*, L.B. Gao, Z.P. Chen, and H.M. Cheng, CVD growth and applications of graphene with millimetre-size single-crystal grains and three-dimensional interconnected graphene networks, Graphene 2012, April 10-13, 2012, Brussels, Belgium.
　　2. W.C. Ren*, Z.S. Wu, D.W. Wang, G.M. Zhou, N. Li, Z. Weng, Z.P. Chen, Y. Shi, F. Li, and H.M. Cheng, Graphene for high-performance composite electrodes and flexible energy storage devices, 244th American Chemical Society National Meeting & Exhibition, August 19-23, 2012, Philadelphia, USA.
　　3. W.C. Ren*, Z.S. Wu, D.W. Wang, G.M. Zhou, N. Li, J.P. Zhao, S.F. Pei, F. Li, and H.M. Cheng, High efficiency energy storage of graphene-based composites, Carbon2011, The Annual World Conference on Carbon, July 24-29, 2011, Shanghai, China. (Keynote)
　　4. H.M. Cheng, Z.P. Chen, L.B. Gao, L.P. Ma, and W.C. Ren*, CVD-grown graphene and 3D graphene network and their application exploration, Nanotechnology and Printed Electronics International Symposium 2011 (NanoPrint 2011), July 4-5, 2011, Singapore. (Plenary talk)
　　5. W.C. Ren*, Z.S. Wu, D.W. Wang, G.M. Zhou, J.P. Zhao, F. Li, and H.M. Cheng, Preparation and energy storage applications of graphene, Asia NANO 2010, The Fifth Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology, Nov. 1-3, 2010, Tokyo, Japan.
国际学术会议任职：
　　• Member, International Scientific Committee of Graphene International Conference (2013)
　　• Member, International Advisory Committee of New Diamond and Nanocarbon Conference (2013)
近期获得专利：
　　[1] 任文才；高力波；马腾；高旸；马来鹏；成会明，一种大尺寸单晶石墨烯及其连续薄膜的制备方法，申请号：201210024680.1。
　　[2] 任文才；高力波；马来鹏；成会明，一种低成本无损转移石墨烯的方法，申请号：201110154465.9；PCT/CN2012/076622。
　　[3] 任文才；成会明；陈宗平，一种具有三维全连通网络的石墨烯泡沫及其宏量制备方法，申请号：201110056973.3。
　　[4] 裴嵩峰；杜金红；李峰；黄坤；任文才；成会明，一种制备高质量石墨烯的方法，申请号：201110282370.5。（已转让并成功实施）

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中科院大连化物所&金属所Energy Environ. Sci.:具有形状可设计的性能卓越的柔性的超高压集成微型超级电容器

微型电子设备和微型机械的高压应用迫切需要具有数千至数万伏可调输出的高压微型储能装置，如微型机器人、软执行器、皮肤电子设备、健康监视器、微型传感器。传统的微型超级电容器和具有非平面堆叠几何形状的电池不仅体积大、重量重、柔性有限和形状多样，而且通过使用大量导电金属线提供高压输出展现了巨大的不方便的串联设备连接，因此，它们都不能满足高压电子设备的严格要求。根据要求，具有平面几何形状的微型超级电容器(MSCs)作为一类极具竞争力的片上电源被进行大量的开发研究。更重要的是，这种构建在单一衬底上的平面MSCs非常有利于工程集成MSCs (IMSCs)，不需要传统的金属互连和隔离物，而且可以潜在地提高高压输出，同时结合了可设计形状、定制尺寸、重量轻、节省空间的连接和卓越的柔性等多种智能特性。

到目前为止，通过发展赝电容性金属氧化物/氢氧化物、导电聚合物和电容性纳米碳的纳米结构电极材料，MSCs已经取得了巨大进步。最近，石墨烯和二维(2D)材料 (例如，MXene、磷烯、噻吩、二氧化锰)作为MSCs的一类有希望的电极候选材料正在崛起，因为它们呈现出大的表面积、超薄和强大的柔性，允许电解质离子沿着2D纳米片的平面快速穿梭。与此同时，各种微制造技术，例如光刻、激光划片、光化学还原、掩模辅助图案化、和可缩放印刷，已经被用于平面MSCs。

尽管MSCs取得了巨大的进步，但高压IMSCs的规模化生产仍然具有挑战性。首先，涉及昂贵设备和复杂步骤的流行光刻技术显著增加了成本，并阻止了大规模快速生产IMSCs。第二，集成MSCs需要金属集电器和互连，导致重量电容和体积电容降低，IMSCs的柔性不佳。第三，印刷技术，例如喷涂、喷墨印刷、丝网印刷和3D印刷，简单且具有成本效益，但是可印刷的MSCs通常表现出有限电压(通常< 10V )下的差模块化，缺少具有高导电性、电容和合适流变性能的油墨，既充当MSCs的活性材料又充当其互连，同时利用印刷的高分辨率、效率和集成性的优势。因此，还没有实现高电压IMSCs的快速和可扩展制造。

随着电源集成电子技术的发展，迫切需要具有多种创新外形的高压集成微型超级电容器(IMSCs)的小型化，但这一问题仍未解决。近日，来自中科院金属所的任文才研究员和中科院大连化物所的吴忠帅研究员（共同通讯）联合在Energy Environ. Sci.发表文章，题为“Ultrahigh-voltage integrated micro-supercapacitors with designable shapes and superior flexibility”。作者展示了一种通用的、经济高效的、工业上适用的方案用于快速和可扩展地制造基于石墨烯的平面IMSCs，且具有形状多样性、美学多功能性、出色的柔性和卓越的模块化。使用高导电性的石墨烯墨水，可以在几秒钟内直接丝网印刷形状可设计的，由数百至数千个独立的MSCs组成的IMSCs。 最终得到的IMSCs不含外部金属集电器和互连以及隔膜，并且表现出卓越的双电层电容行为和显著的柔性。值得注意的是，IMSCs的输出电压和电容很容易通过MSCs的设计连接来调节。作为概念的证明，具有130个MSCs的IMSCs串联能量存储包可以输出超过100 V的记录电压，显示出卓越的模块化和性能一致性。

作者开发了一种基于丝网印刷石墨烯材料的快速、经济、工业上可应用的平面IMSCs生产策略，具有超高电压输出、良好的形状多样性、优异的美学多功能性、显著的机械柔性以及在各种衬底上的优异模块化等优点。石墨烯出色的特性和先进的丝网印刷技术的结合大大简化了制造过程，有利于平面SPG-IMSCs集成到印刷电子产品中。这种高压可印刷能量存储包对于为各种印刷微电子器件供电来说非常稳定。最重要的是，作者的印刷技术可以在各种不同的基底上制造重量轻、柔性、美观和定制性能的车载IMSCs，这表明了其巨大的潜力，因为独立的小型化电源在航空航天、军事、精密仪器、材料、生物医学和其他领域中的狭小空间内工作需求极大。与公认的光刻技术相比，作者的策略是一种简单、经济、高度可扩展的方法，可以快速构建具有超高电压输出和形状因子的形状可设计的集成电路，并为小型化和印刷电子产品提供了应用于集成电路的良好机会。

文献链接：Ultrahigh-voltage integrated micro-supercapacitors with designable shapes and superior flexibility, (Energy Environ. Sci., 2018, DOI: 10.1039/C8EE02924E)

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　5月30日，我国迎来第七个全国科技工作者日。当日上午，以“点亮精神火炬”为主题，庆祝全国科技工作者日暨全国创新争先奖表彰大会在国家科技传播中心隆重举行。大会宣布了第三届全国创新争先奖获得者名单，中国科学院金属研究所任文才研究员荣获第三届全国创新争先奖状。
　　全国创新争先奖由人力资源和社会保障部、中国科协、科技部、国务院国资委于2017年共同设立，是继“国家自然科学奖”“国家技术发明奖”“国家科学技术进步奖”之后，国家批准设立的又一个重要的科技奖项。
　　创新争先奖设个人奖和集体奖两个类别。个人奖表彰对象是在工作一线作出突出贡献的优秀科技工作者，数量300名，颁发全国创新争先奖状，对其中30名作出重大贡献的科技工作者颁发全国创新争先奖章。集体奖表彰对象是科技工作者团队，数量10个，授予创新争先奖牌。