个人简介
龚深，中南大学材料学院，教授/博导/省杰青/副系主任
中国有色金属创新争先团队核心成员
中南大学高性能铜合金团队核心成员
中国有色金属学会贵金属学术委员会委员
主要从事纳米功能材料和金属基复合材料相关研究
E-mail: gongshen011@csu.edu.cn
个人简介
先后主持科技部十四五重点研发计划课题、基金委自科基金重大研究计划（重点支持项目）/面上/青年项目、科工局规划和配套重点项目、总装部领域基金等国家级项目；以第一作者/通讯作者在Nature Communications、Advanced Materials、Acta Mater.、AFM、Carbon、Small、Energy Storage Materials、Nanoscale、ACS Catalysis、ACS AMI、Compos. part B、Compos. part A、MSEA等国际期刊发表论文100余篇，单篇最高影响因子30.2，ESI高被引论文1篇；获授权国家发明专利30余项，获省部级科技进步一等奖2项，二等奖1项。
教育经历及工作经历
2022年 中南大学 教授/博导
2017年 中南大学 副教授/博导
2016年 入选中南大学“升华猎英”计划
2015-2017年 中南大学 博士后研究员
2012-2014年 加拿大约克大学 博士后研究员 （导师：加拿大工程院院士 George Zhu教授）
2005-2011年 中南大学 材料物理与化学 获博士学位 （导师：中南大学材料学院 李周教授）
2001-2005年 中南大学 材料物理与化学 获学士学位
科研方向
1、纳米功能（智能）材料
主要研究：纳米金属合金、纳米高熵合金、纳米相变合金、碳纳米材料、聚合物基纳米复合材料等在智能催化、减震降噪、电磁屏蔽、柔性传感、生物医学等功能（智能）领域的应用。
主要学术论文期刊：Advanced Materials; AFM; ACS Catalysis; Small; Carbon; ACS Applied Materials & Interfaces; Compos. sci. technol.; Compos. part B.; Compos. part A.; Nanoscale等
课题项目经费支持：国家自科基金；国家级预研项目等
2、高性能金属基复合材料
主要研究：开发基于纳米相调控的超高强导电铜合金、高耐热高强高导铜合金、电磁屏蔽用结构功能一体合金、高导热金属碳复合材料、高性能稀土合金等。
主要学术论文期刊：Nature Communications; Acta Mater.; Materials Science & Engineering A; Materials & Design; Journal of Alloys and Compounds; Compos. part B.; Compos. part A.等
课题项目经费支持：国家十三五、十四五重点研发计划；国家自科基金重点项目；国家级产品项目等
3、材料计算及智能设计
主要研究：基于数据驱动的材料设计技术，基于机器学习/深度学习/人工智能的高效材料研发方法，纳米相变材料第一性原理计算、马氏体相变相场模拟、多孔复合材料MT模型及力学性能计算、碳纳米管聚合物复合材料MC模型及热电性能计算等。为纳米功能材料、铜合金及复合材料的应用开发及基础研究提供支撑。
主要学术论文期刊：Nature Communications; Carbon; Acta Mater.; Nanoscale; Compos. part B; Compos. part A; Polymer等
课题项目经费支持：国家自科基金；国家博后特别资助等
讲授课程
本科生优选课《材料物理性能》（2017年至今）
本科生选修课《企业案例分析》（2022年至今）
本科生必修课《固体物理》（2018年秋季）
研究生专业选修课《功能材料》（2017-2019年）
研究生专业选修课《固态物理学基础》（2018年-2021年）
学术成果
◆ 部分科研项目（更新至2023年）：
国家自科基金重大研究计划重点支持 直线推进电磁能装备新型铜合金导轨材料的设计及制备技术研究 2024/01-2027/12（主持）
国家自科基金面上 铜铁系合金中双尺度磁性强化相的构建及力、电、磁、热、屏蔽性能协同提升机理 2023/01-2026/12（主持）
国家十四五重点研发计划 结构功能一体稀土合金设计与制备技术 2022/01-2025/12（主持课题）
国家级项目 XX用铜合金材料应用研究 2021/12-2025/12（项目骨干）
国家级项目 特种铜合金管研制 2019/01-2021/12（主持，已结题）
国家自科青年基金 记忆合金/碳纳米管/聚合物新型柔性敏感材料的相变特征及其对敏感特性的影响 2018/01-2020/12（主持，已结题）
猎英计划项目 铜（合金）/碳纳米管柔性力敏复合材料的制备及其多场耦合下力/热/电学性能演变规律的研究 2017/06-2021/10 （主持，已结题）
国家级预研项目 振动与噪声控制新材料应用技术 2017/12-2019/12 （主持，已结题）
博士后科学基金特别资助 记忆合金纳米相在新型柔性敏感材料中的作用机理研究 2018/09-2020/09 （主持，已结题）
博士后科学基金面上项目 铜合金/碳纳米管柔性力敏复合材料的制备及其性能研究 2016/09-2018/09 （主持，已结题）
湖南省自科基金 电子皮肤用记忆合金/碳纳米管/聚合物柔性复合材料的相变特征及其对敏感特性的影响 2018/09-2020/09 （主持，已结题）
国家重点研发计划 易反偏析铜合金喷射沉积及超高强高耐蚀带材 2017/09-2020/12 （项目骨干，已结题）
国家自然科学基金重点项目 高精度陀螺仪表关键零组件材料稳定性及调控机理研究 2017/01-2020/12 （项目骨干，已结题）
国家重点研发计划 高性能高精度铜及铜合金板带材制造技术 2016/09-2020/09 （项目骨干，已结题）
国家级项目 高强高抗应力松弛导电弹性合金线材研制 2017/06-2019/12 （项目骨干，已结题）
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◆ 部分学术论文（第一作者/通讯作者，更新至2024年）：
Xia ZR, Huang XY, Liu JQ, Dai W, Luo LX, Jiang ZH, Gong S*. et al. Designing Ni2MnSn Heusler magnetic nanoprecipitate in copper alloy for increased strength and electromagnetic shielding. Nature Communications (2024)15:10494.
Fu Y, Wang FD, Qing CD, Zhang YY, Li MK, Cao XH, Gong S*. et al. Atomically L12 ordered (PtHf)x(NiTi)100-x/CNT as bifunctional catalysts for hydrogen evolution reaction and methanol oxidation reaction with high activity and durability. Chemical Engineering Journal 498 (2024) 155800.
Jiang ZH, Tan GL, Huang XY, Li T, Cai HY, Li XJ, Wang QR, Lv XX, Gong S*. A low-density polymer/CrMnFeCoNi composite with high strength and high damping capacity. Composites: Part A 181 (2024) 108130.
Luo LX, Tang RX, Su L, Kou JY, Guo X, Li YK, Cao XH, Cui JY, Gong S*. Data-driven designed low Pt loading PtFeCoNiMnGa nano high entropy alloy with high catalytic activity for Zn-air batteries. Energy Storage Materials 72 (2024) 103773.
Cai HY, Lv WQ, Pan ED, Xue ZY, Huang YL, Xia ZR, Yu XY, Gong S*. Synergistic effects of trace silicon, calcium and cerium on the microstructure and properties of a novel Cu–Cr–Nb–Si–Ca–Ce alloy. Materials Science & Engineering A 898 (2024) 146419.
Jiang ZH, Cao XH, Kou JY, Yu Q, Cai HY, Luo LX, Yu XY, Gong S*. Constructing dual-scale high-entropy alloy/polymer interpenetrating networks to develop a lightweight composite with high strength and excellent damping capacity. Chemical Engineering Journal 489 (2024) 151222.
Wang Y, Luo WH, Gong S*. et al. Synthesis of High-Entropy-Alloy Nanoparticles by a Step-Alloying Strategy as a Superior Multifunctional Electrocatalyst. Adv. Mater. (2023) 2302499.
Luo LX, Liu YR, Chen SY, Zhu QW, Zhang D, Fu Y, Li JQ, Han JL, Gong S*. et al. FeNiCo|MnGaOx Heterostructure Nanoparticles as Bifunctional Electrocatalyst for Zn−Air Batteries. Small (2023) 2308756.
Yu XY, Song YF, Wang CC, Gu KH, Zheng LY, Qiu WT, Liu B, Gong S*. et al. Effect of Mg content on the microstructure and properties of high strength, high conductivity Cu–Fe–Cr–Si–Mg alloy. Materials Science & Engineering A 883 (2023) 145510.
Cai HY, Peng JX, Zhou YX, Wu W, Qu HW, Gong S*. et al. Microstructure and properties of high strength and high conductivity Cu-0.48Cr-0.20Nb-0.27Zn alloy treated by a new combined thermo-mechanical treatment. Materials Science & Engineering A 888 (2023) 145802.
Cao XH, Gao YT, Wang ZH, Zeng HZ, Song YF, Tang SG, Luo LX, Gong S*. FeNiCrCoMn High-Entropy Alloy Nanoparticles Loaded on Carbon Nanotubes as Bifunctional Oxygen Catalysts for Rechargeable Zinc-Air Batteries. ACS Appl. Mater. Interfaces (2023) 15 32365−32375.
Yu XY, Zhang YL, Zhang YX, Gong S*. et al. Effect of dual-scale FeCrSi phase on the strength and conductivity of Cu-2.5Fe-0.3Cr-0.2Si alloy. Materials Science & Engineering A 861 (2022) 144340.
Luo WH. Wang Y. Luo LX. Gong S*. et al. Single-Atom and Bimetallic Nanoalloy Supported on Nanotubes as a Bifunctional Electrocatalyst for Ultrahigh-Current-Density Overall Water Splitting. ACS Catalysis 12 (2022) 1167−1179. (ESI高被引论文)
Jiang ZH. Cai HY. Chen XL. Gong S*. et al. Improving the mechanical and damping properties of polymer/memory alloy composite by introducing nanotubes covered with nano-scale Ni particles. Composites: Part A 156 (2022) 106856.
Pang Y.J. Chao G.H. Luan T.Y. Gong S*. et al. Microstructure and properties of high strength, high conductivity and magnetic Cu–10Fe-0.4Si alloy. Materials Science & Engineering A 826 (2021) 142012.
Wang Y. Wang X.H. Cao X.H. Gong S*. et al. Effect of nano-scale Cu particles on the electrical property of CNT/polymer nanocomposites. Composites Part A 143(2021) 106325.
Jiang Z.H. Wang FMJ. Yin J.L. Gong S*. et al. Vibration damping mechanism of CuAlMn/polymer/carbon nanomaterials multi-scale composites. Composites Part B 199 (2020) 108266.
Lei X. Zhang X.Y. Song A.R. Gong S*. et al. Investigation of electrical conductivity and electromagetic interference shielding performance of Au@CNT/sodium alginate/polydimethylsiloxane flexible composite. Composites Part A 130 (2020) 105762.
Li Y.X. Song A.R. Qiu W.T. Gong S*. et al. Electrical characterization of flexible CNT/polydimethylsiloxane composite films with finite thickness. Carbon 2019 (154): 439-447.
Wu D. Wei M. Li R. Xiao T. Gong S*, et al. A percolation network model to predict the electrical property of flexible CNT/PDMS composite films fabricated by spin coating technique. Composites Part B 174 (2019) 107034.
Gong S, Wu D. et al. Temperature-independent piezoresistive sensors based on carbon nanotube/polymer nanocomposite. Carbon. 2018 (137) 188-195.
Xiao T. Gong S*, et al. High temperature response capability in carbon nanotube/polymer nanocomposites. Composites Science and Technology, 2018(167):563–570.
Gong S, Zhu Z H. Giant Piezoresistivity in Aligned Carbon Nanotube Nanocomposite: Account for Nanotube Structural Distortion at Crossed Tunnel Junctions. Nanoscale, 2015(7):1339–1348.
Gong S, Li Z, Zhao Y Y. An extended Mori-Tanaka model for the elastic moduli of porous materials of finite size, Acta Materialia, 2011(59): 6820–6830.
Gong S, Wang Y, Xiao Z, Li Z et al. Effect of temperature on the electrical property of epoxy composites with carbon nanotube. Composites Science and Technology, 2017(149):48–54.
Gong S, Li Z, Xiao Z,et al. Microstructure and property of the composite laminate cladded by explosive welding of CuAlMn shape memory alloy and QBe2 alloy. Materials and Design, 2009 (30):1404-1408.
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◆ 部分学生课题（更新至2024年）：
火的使用让人类第一次掌控自身之外的能量；蒸汽和电力革命将人类从繁重的体力劳动中解放出来，并创造了近代工业文明；数字和智能革命将人类从艰巨的脑力劳动中解放出来，正在创造现代信息文明；随着工业化和信息化的快速发展，地球固有能源将难以满足人类的发展需求，以全球AI算力中心为例，其新增能源消耗量每年提升1-2个数量级。挖掘和利用临近恒星的能量将成为解决能源危机的首选方案，这也宣告了人类从行星文明向恒星文明跨越的大航海时代即将来临。
要想实现恒星级能量利用，必须将人类能驾驭的能量密度不断推向更高的极限。因此，研发极端能量密度下高效“传导/存储/转化”用先进材料与器件意义重大。基于此，中南大学材料学院龚深教授课题组主要开展以下前沿课题研究：
1、极端能量密度下直线推进器用先进导轨材料
直线推进器是典型攻防一体用动能装备，也是太空探索的地面能源发射装置，极端多物理场下电磁导轨的稳定性和长寿化是其发展面临的首要瓶颈。针对上述问题，本课题将开发高耐热高导流高强度的先进铜基导轨，并应用于新一代直线推进器。
2、极端电流密度下能源转化器用先进催化材料
氢能是重要的绿色能源，也是新能源高效存储的首选。然而在工业级的极端电流密度下，催化剂的活性及稳定性面临巨大挑战。针对上述问题，本课题将开发纳米高熵合金多元异质结电催化剂，并在此基础上研发高功率的质子/阴离子交换膜转化装置，助力实现双碳目标。
3、极端热流密度下半导体封装用先进导热材料
随着全球AI算力芯片、激光发生器等半导体器件快速向功率化和集成化方向发展，在狭小空间内产生越发严重的极端热量，严重影响器件效能。针对上述问题，本课题将开发系列新型高导热易加工金属/纳米碳复合材料，并在此基础上研发高效散热型微流道单/双相液冷板，进而满足先进半导体封装需求。
4、极端能量密度下电磁波防护用先进屏蔽材料
高能宇宙射线是深空探索的首要健康威胁。此外，现代战争最惧怕丧失战场感知能力，防止被全面的电磁压制是每个作战单位的基本要求。针对上述问题，本课题将开发新型宽频电磁屏蔽用结构功能一体化合金材料，以应对极端能量密度下的电磁波防护需求。
5、极端能量密度下“传导/存储/转化”用先进材料与器件新概念探索与早期验证