谷猛 副教授

谷教授主要从事能源材料科学研究,研究领域包括动力电池储能材料,高性能全固态电池的合成和机理分析,工业催化剂,高性能硅胶,薄膜材料等几个方面。在博士期间,开展了多功能纳米薄膜/传感器合成和电镜表征,随后加入西北太平洋国家实验室开展锂离子电池的研发。随后在国际知名的陶氏化学公司研究固态电池,工业催化剂和高性能硅胶,极大的推进了高性能硅胶在电子封装,医药传输等领域的应用。

谷教授研究方向和领域以材料科学为核心,涉及能源存储材料的研究(锂离子电池、钠离子电池、固态电池、液流电池),利用生长多功能氧化物薄膜、三维立体电镜元素分析及原位透射电子显微镜技术,主攻能源材料的研发,取得了一系列创新性的研究成果。其中,高能富锂层状材料的研发、产业化大规模生产二维材料, 高性能介孔硅电极的研究及液体室原位电镜技术研究锂离子电池等独创性成果,解决了长期困扰该领域的瓶颈问题,为推动该领域的发展做出了突出贡献。谷教授发展改进了原位透射电子显微技术,使得在纳米、原子层次观察样品在电、力作用和液体环境下以及化学反应过程中的微观结构演化成为可能。通过研究物质在外界环境作用下的微观结构演化过程,揭示其原子结构与物理化学性质的相关性,指导其设计合成和微结构调控,促进新物质的探索和深层次物质结构研究,为解决材料科学中的具体问题提供了直接、准确和详细的方法。 

近年来,谷教授课题组发表英文期刊论文73篇, 总被引用次数4200,H-index达到36 。 文章多发表在Nature Communications, Nano Letters, ACS Nano, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Angewandte Chemie International Edition, Physical Review Letters,Nano EnergyJournal of Power Sources, Small, Scientific Reports等知名杂志, 取得多项国际同行高度认可的标志性科研成果。研究工作多次被美国能源部,西北太平洋国家实验室, SLAC 国家实验室, 英国伦敦纳米中心,帝国理工大学以及社会媒体重点宣传。 其中被国内外大学和国际会议邀请做报告30余次。

学习经历

2008-2011年  美国加州大学戴维斯分校材料科学与工程专业  博士

2004-2008年  上海交通大学材料科学与工程专业                   学士

工作经历

2017年至今        南方科技大学材料科学与工程系    副教授

2014年-2017年  美国陶氏化学-道康宁公司             材料科学家

2011年-2014  美国西北太平洋国家实验室           博士后研究

所获荣誉

2015年获得美国电镜协会颁发的Albert CREWE award奖项。

2017年入选中组部第十三批青年千人计划。

目前研究兴趣

全固态电池的设计和界面表征

纳米层状材料的生产应用

空气/水净化催化剂,光催化产氢气催化剂

原位透射电镜研究催化剂和电池材料,原子尺度观测材料结构动态变化,建立结构-性能的联系,提供生产条件参数反馈

研究经历及成果简介

谷教授主要从事能源材料科学研究,研究领域包括动力电池储能材料,高性能全固态电池的合成和机理分析,工业催化剂,高性能硅胶,薄膜材料等几个方面。在博士期间,开展了多功能纳米薄膜/传感器合成和电镜表征,随后加入西北太平洋国家实验室开展锂离子电池的研发。随后在国际知名的陶氏化学公司研究固态电池,工业催化剂和高性能硅胶,极大的推进了高性能硅胶在电子封装,医药传输等领域的应用。

谷教授研究方向和领域以材料科学为核心,涉及能源存储材料的研究(锂离子电池、固态电池、液流电池),利用生长多功能氧化物薄膜、三维立体电镜元素分析及原位透射电子显微镜技术,主攻能源材料的研发,取得了一系列创新性的研究成果。其中,高能富锂层状材料的研发、产业化大规模生产二维材料, 高性能介孔硅电极的研究及液体室原位电镜技术研究锂离子电池等独创性成果,解决了长期困扰该领域的瓶颈问题,为推动该领域的发展做出了突出贡献。谷教授发展改进了原位透射电子显微技术,使得在纳米、原子层次观察样品在电、力作用和液体环境下以及化学反应过程中的微观结构演化成为可能。通过研究物质在外界环境作用下的微观结构演化过程,揭示其原子结构与物理化学性质的相关性,指导其设计合成和微结构调控,促进新物质的探索和深层次物质结构研究,为解决材料科学中的具体问题提供了直接、准确和详细的方法。 

近年来,谷教授课题组发表英文期刊论文73篇, 总被引用次数4200,H-index达到36 。 文章多发表在Nature Communications, Nano Letters, ACS Nano, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Angewandte Chemie International Edition, Physical Review Letters,Nano EnergyJournal of Power Sources, Small, Scientific Reports等知名杂志, 取得多项国际同行高度认可的标志性科研成果。研究工作多次被美国能源部,西北太平洋国家实验室, SLAC 国家实验室, 英国伦敦纳米中心,帝国理工大学以及社会媒体重点宣传。 其中被国内外大学和国际会议邀请做报告30余次。

mov1_介孔硅空心球的锂化过程

mov2_孔硅空心球的去锂化过程

mov3_鸡蛋黄壳结构的硅碳复合材料锂化过程

mov4_硅碳复合碳纤维锂化过程中的裂开

mov5_WO3薄膜电极原子尺度下观测锂化过程中的晶体向非晶化演变过程

mov6_催化剂纳米颗粒在基体上的原位表征

mov7_三维元素分析技术检测Ni不均匀分布对电池性能的影响

代表性论文

1. Qiangfeng Xiao*, Meng Gu*, et al, Inward Lithium-Ion Breathing of      Hierarchically Porous Silicon Anodes, Nature Communications,      6, Article number: 8844 (2015)                          (Co-first author)

2. Yang He*, Meng      Gu*, et alAtomistic Conversion Reaction Mechanism of WO3      in Secondary Ion Batteries of Li, Na, and Ca, Angewandte Chemie      International Edition, 55, 6244-6247 2016        (Co-first author)

3. Meng Gu, Yang He, Jianming Zheng, Chongmin Wang, et al, Nanoscale      Silicon as Anode for Li-ion Batteries: The Fundamentals, Promise, and      Challenges, Nano Energy, 17, 366–383 2015 

4. Gan,      Zhaofeng*; Gu, Meng*, et      al, Direct Mapping of Charge Distribution during Lithiation of Ge      Nanowires Using Off-axis Electron Holography, Nano Letters      163748-3753      2016                (Co-first author)

5. Meng Gu, et al,      Bending-induced Symmetry Breaking of Lithiation in Germanium Nanowires, Nano      Letters, 2014, 14, 4622–4627

6. Meng Gu, et al, Demonstration      of an Electrochemical Liquid Cell for Operando Transmission Electron      Microscopy Observation of the Lithiation/Delithiation Behavior of Si      Nanowire Battery Anodes, Nano Letters, 2013, 13,      6106-6112

7. Meng Gu, et al, Probing the      Failure Mechanism of SnO2 Nanowires for Sodium-ion Batteries, Nano      Letters, 2013, 13, 5203–5211

8. Meng Gu, et al, Conflicting      roles of Ni in controlling cathode performance in Li-ion batteries, Nano      Letters, 12, 5186‐5191(2012)

9. Jianming Zheng*, Meng Gu*, et al, Mitigating Voltage      Fade in Cathode Materials by Improving Atomic Level Spatial Uniformity of      Chemical Species, Nano Letters 2014, 14, 2628–2635  (Co-first author)

10. Jianming      Zheng*, Meng Gu*, et al,      Corrosion/Fragmentation of Layered Composite Cathode and Related      Capacity/Voltage Fading during Cycling Process, Nano Letters, 13,      3824-3830, 2013   (Co-first author)  

11. Wang, Zhiguo*; Meng,      Gu*; et al, Electron-Rich Driven Electrochemical Solid-State      Amorphization in Li-Si Alloys, Nano Letters 2013 13, 4511–4516    (Co-first author)

12. Meng Gu, et al, Electronic      origin for the phase transition from amorphous LixSi to      crystalline Li15Si4, ACS Nano, 2013, 7, 6303–6309  

13. Meng Gu,,et al, Formation of Spinel Phase in the Layered Composite Cathode in      Li‐Ion      Batteries, ACS Nano, 2013, 7 , pp 760–767   

14. Meng Gu, et al, In-situ TEM study of lithiation      behavior of silicon nanoparticles attached to and embedded in a carbon      matrix, ACS Nano, 2012,      6, pp 8439–8447

15. Meng Gu, et al, Nanoscale      Phase Separation, Cation Ordering, and Surface Chemistry in Pristine      Li1.2Ni0.2Mn0.6O2 for Li-Ion Batteries, Chemistry of Materials      2013, 25, pp 2319–2326 

16. Gao, Qi*; Meng,      Gu*; et al, Direct Evidence of Lithium-induced Atomic Ordering in      Amorphous TiO2 Nanotubes, Chemistry of Materials,      2014, 26 (4), pp 1660–1669               (Co-first author)

17. Zheng, Jianming*; Gu, Meng*; et al, Functioning Mechanism of AlF3      Coating on the Li- and Mn-Rich Cathode Materials, Chemistry of Materials,      26 , 6320-6327 2014                (Co-first author)

18. Meng Gu, et al, Mesoscale      Origin of enhanced cycling performance of Si/conductive polymer composite      for Li-ion batteries, Scientific Reports, 4, Article number: 3684 (2014)

19. Meng Gu, W Shi, J Zheng, P      Yan, J Zhang, C Wang, Probing the failure mechanism of nanoscale LiFePO4      for Li-ion batteries, Applied Physics Letters      106, 203902

20. Meng Gu, Fan Yang, Chengyu Song, Nigel D. Browning,      and Yayoi Takamura, Tuning magnetic and transport properties though Strain      Engineering in LSMO/LSTO Superlattices, J. Appl. Phys. 111, 084906 (2012)

21. A. Devaraj, Meng      Gu, et al, Visualizing Nanoscale 3D Compositional Fluctuation of      Li in Advanced Li-Ion Battery Cathodes, Nature Communications,      6, Article number:8014, 2015

22. Intragranular cracking as a critical barrier for      high-voltage usage of layer-structured cathode for lithium-ion batteries, P      Yan, J Zheng, M Gu, J Xiao, JG Zhang, CM Wang, Nature      communications 8, 14101

23. Xiaolin Li, Meng      Gu, et al, Mesoporous silicon sponge as an anti-pulverization      structure for high-performance lithium-ion battery anodes, Nature      Communications 5, 4105, 2014

24. Liwen Ji, Meng      Gu, et al, Controlling SEI formation on SnSb-porous carbon      nanofibers for improved Na ion storage, Advanced Materials,      Volume 26, Issue 18, pages 2901–2908, May 14, 2014

25. Scott A. Chambers, Meng Gu, et al, Ultra-low contact resistance at an      epitaxial metal/oxide heterojunction through interstitial site doping, Advanced      Materials; Volume 25,      Issue 29, pages 4001–4005 (2013)

26. Li, Bin; Gu,      Meng; et al, Nanorod Niobium Oxide as Powerful Catalysts for an      All Vanadium Redox Flow Battery, Nano Letters, 2014, 14,      158–165

27. Li, Bin; Gu, Meng;      et al, Low cost nanoparticle Bi facilely      and synchronously electro-deposited on graphite felts as a novel catalyst      for all vanadium flow batteries, Nano Letters,      13 , 1330–1335, 2013 

28. Yuyan Shao, Meng Gu, et al, Highly Reversible Mg Insertion in Nanostructured Bi for Mg Ion Batteries, Nano Letters, 2014, 14, 255–260

招聘信息:

实验室长期招聘博士后和助理研究员,我们也接收来自国内外大学的优秀访问学者和访问博士生,欢迎随时与我们联系洽谈合作事宜(纳米能源材料、电池、催化、原位透射电镜表征)。


目前研究兴趣

全固态电池的设计和界面表征

纳米层状材料的生产应用

空气/水净化催化剂,光催化产氢气催化剂

原位透射电镜研究催化剂和电池材料,原子尺度观测材料结构动态变化,建立结构-性能的联系,提供生产条件参数反馈


研究经历及成果简介

谷教授主要从事能源材料科学研究,研究领域包括动力电池储能材料,高性能全固态电池的合成和机理分析,工业催化剂,高性能硅胶,薄膜材料等几个方面。在博士期间,开展了多功能纳米薄膜/传感器合成和电镜表征,随后加入西北太平洋国家实验室开展锂离子电池的研发。随后在国际知名的陶氏化学公司研究固态电池,工业催化剂和高性能硅胶,极大的推进了高性能硅胶在电子封装,医药传输等领域的应用。

谷教授研究方向和领域以材料科学为核心,涉及能源存储材料的研究(锂离子电池、钠离子电池、固态电池、液流电池),利用生长多功能氧化物薄膜、三维立体电镜元素分析及原位透射电子显微镜技术,主攻能源材料的研发,取得了一系列创新性的研究成果。其中,高能富锂层状材料的研发、产业化大规模生产二维材料, 高性能介孔硅电极的研究及液体室原位电镜技术研究锂离子电池等独创性成果,解决了长期困扰该领域的瓶颈问题,为推动该领域的发展做出了突出贡献。谷教授发展改进了原位透射电子显微技术,使得在纳米、原子层次观察样品在电、力作用和液体环境下以及化学反应过程中的微观结构演化成为可能。通过研究物质在外界环境作用下的微观结构演化过程,揭示其原子结构与物理化学性质的相关性,指导其设计合成和微结构调控,促进新物质的探索和深层次物质结构研究,为解决材料科学中的具体问题提供了直接、准确和详细的方法。 

近年来,谷教授课题组发表英文期刊论文73篇, 总被引用次数4200,H-index达到36 。 文章多发表在Nature Communications, Nano Letters, ACS Nano, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Angewandte Chemie International Edition, Physical Review Letters,Nano EnergyJournal of Power Sources, Small, Scientific Reports等知名杂志, 取得多项国际同行高度认可的标志性科研成果。研究工作多次被美国能源部,西北太平洋国家实验室, SLAC 国家实验室, 英国伦敦纳米中心,帝国理工大学以及社会媒体重点宣传。 其中被国内外大学和国际会议邀请做报告30余次。