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,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。随后加入国际知名的Dow Corning化学公司, 2015年荣获美国电镜学会Albert CREWE Award奖项。 

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93篇, H-index达到42 。 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 Energy,Journal 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。

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:Welcome to My Google Scholar

1.         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 2017

2.         Atomic scale study of surface orientations and energies of Ti2O3 crystals, Meng GU*, Z. Wang, C. Wang, J. Zheng, Appl. Phys. Lett. 111, 181603 (2017)

3.         A SingleStep Hydrothermal Route to 3D Hierarchical Cu2O/CuO/rGO Nanosheets as HighPerformance Anode of LithiumIon Batteries, Songhao Wu, Gaoliang Fu, Weiqiang Lv, Jiake Wei, Wenjin Chen, Huqiang Yi, Meng Gu, Xuedong Bai, Liang Zhu, Chao Tan, Yachun Liang, Gaolong Zhu, Jiarui He, Xinqiang Wang, Kelvin HL Zhang, Jie Xiong, Weidong He, Small, 2017, 10.1002/smll.201702667

4.         A general formulation strategy toward long-wear color cosmetics with sebum resistance, Li Z, Maxon B, Nguyen K, Lee M, Gu M, Pretzer P, J Cosmet Sci. 2017 68(1):91-98.

5.         3D nitrogen-doped graphite foam@ Prussian blue: an electrochemical sensing platform for highly sensitive determination of H2O2 and glucose, Y Zhang, B Huang, F Yu, Q Yuan, M Gu, J Ji, Y Zhang, Y Li, Microchimica Acta, 2018, 185 (2), 86

6.         Covalently bonded 2D/2D O-g-C3N4/TiO2 heterojunction for enhanced visible-light photocatalytic hydrogen evolution, R Zhong, Z Zhang, H Yi, L Zeng, C Tang, L Huang*, M Gu*,  Applied Catalysis B: Environmental, 2018, https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.12.066

7.         Anisotropic Ordering in 1T′Molybdenum and Tungsten Ditelluride Layers Alloyed with Sulphur and Selenium, J Lin, J Zhou, S Zuluaga, Y Peng, M Gu, Z Liu, ST Pantelides, K Suenaga, ACS nano, 2018, 12 (1), pp 894–901

8.         A robust electrochemical sensing platform using carbon paste electrode modified with molecularly imprinted microsphere and its application on methyl parathion detection, Yangguang Li, Jiang Liu, Yang Zhang, Meng Gu, Dongyang Wang, Yan-yan Dang, Bang-Ce Ye, Yingchun Li, Biosensors and Bioelectronics, Volume 106, 2018, Pages 71-77

9.         Designing principle for Ni-rich cathode materials with high energy density for practical applications, Yu Xia, Jianming Zheng, Chongmin Wang, Meng Gu*, Nano Energy, Published Online 2018

10.     Interface energy band alignment at the all-transparent p-n heterojunction based on NiO and BaSnO3, Jiaye Zhang, Shaobo Han, Weihuang Luo, Shuhuai Xiang, Jianli Zou, Freddy E. Oropeza, Meng Gu, and Kelvin H. L. Zhang, Appl. Phys. Lett. 112, 171605 (2018)

11.     Spontaneous Repairing Liquid Metal/Si Nanocomposite as a Smart Conductive-Additive-Free Anode for Lithium-ion Battery Bing Han, Yu Yang, Xiaobo Shi, Dongwei Xu, Hongbo Zeng, Chaoyang Wang, Meng Gu, Yonghong Deng, Nano Energy, Published online (2018)

12.     Lithium-Pretreated Hard Carbon as High-Performance Sodium-ion Battery Anodes Biwei Xiao, Fernando . Soto, Meng Gu, Kee Sung Han,Junhua Song,Mark H. Engelhard, David Reed, Vincent L. Sprenkle, Perla B. Balbuena, Xiaolin Li Advanced Energy Materials 2018 Volume8, 2018,1801441

13.     Creation and Ordering of Oxygen Vacancies at WO3−δ and Perovskite Interfaces, Kelvin H. L. Zhang, Guoqiang Li, Steven R. Spurgeon, Le Wang, Pengfei Yan, Zhaoying Wang, Meng Gu, Tamas Varga, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 17480−17486

14.     Ternary PtPdCu Multicubes as a Highly Active and Durable Catalyst toward the Oxygen Reduction Reaction, H. M. An, Z. L. Zhao, Q. Wang, L. Y. Zhang, M. Gu, C. M. Li, ChemElectroChem 2018, 5, 1345.

15.     Simultaneously achieved temperature-insensitive high energy density and efficiency in domain engineered BaTiO3-Bi(Mg0.5Zr0.5)O3 lead-free relaxor ferroelectricsQibin Yuan, Geng Li, Fang-Zhou Yao, Shao-Dong Cheng, Yifei Wang, Rong Ma,Shao-Bo Mi, Meng Gu, Ke Wang, Jing-Feng Li, Hong Wang, Nano Energy 52 (2018) 203–210

16.     Co Nanoparticle Embedded in Atomically-dispersed Co-N-C Nanofibers for Oxygen Reduction with High Activity and Remarkable Durability, Qingqing Cheng, Shaobo Han, Kun Mao, Chi Chen, Lijun Yang, Zhiqing Zou, Meng Gu*, Zheng Hue , Hui Yang*, Nano Energy, 2018, In Press, Accepted Manuscript

17.     Design of active Nickel single-atom decorated MoS2 as a pH-universal catalyst for hydrogen evolution reaction Qi Wang, Zhi Liang Zhao, Sha Dong, Dongsheng He, Paramaconi Rodriguez, Bin Xiang, Zhiguo Wang, Yongye Liang*, Meng Gu*, Nano Energy, Volume 53, November 2018, Pages 458-467

18.     Electrochemical Synthesis of Nanostructured Metal-doped Titanates and Investigation of Their Activity as Oxygen Evolution Photoanodes, Matthew J. Lawrence, Veronica Celorrio, Xiaobo Shi, Qi Wang, Alex Yanson, Nicholas J.E. Adkins, Meng Gu, Joaquín Rodríguez-López, and Paramaconi Rodriguez, ACS Appl. Energy Mater., Just Accepted Manuscript, DOI: 10.1021/acsaem.8b00873

19.     Tuning Structural and Compositional Effects in Pd-Au Nanowires for Highly Selective and Active CO Electrochemical Reduction Reaction, Shangqian Zhu; Qi Wang; Xueping Qin; Meng Gu; Ran Tao; Brennan Peter Lee; Lulu Zhang; Yuze Yao; Tiehuai Li; Minhua Shao, Advanced Energy Materials, Accepted 2018; https://doi.org/10.1002/aenm.201802238

20.     Comparison of TiO2 and g-C3N4 2D/2D nanocomposites from three synthesis protocols for visible-light induced hydrogen evolution, Ruyi Zhong, Zisheng Zhang, Shuqi Luo, Z. Conrad Zhang, Limin Huang* and Meng Gu*, Catalysis Science & Technology, 2018, DOI: 10.1039/C8CY00965A

21.     One-pot approach to synthesize a highly active 3-dimensionalFe-Nx-CNTs/rGO catalyst based on the CNTs and rGO composite matrix for the oxygen reduction reaction, Ye Hu, Ruoou Yang, Hengquan Chen, Shaobo Han, Qinggang He, Zheng Jiang, Meng Gu*, ChemElectroChem, 10.1002/celc.201801240 

22.     Morphology-Controlled Discharge Profile and Reversible Cu Extrusion and Dissolution in Biomimetic CuSHan, Shaobo; Wang, Jing; Shi, Xiaobo; Guo, Mohan; Wang, Hong; Wang, Chongmin; Gu, Meng*ACS Applied Materials & Interfacesam-2018-17387z.R2

23.     Highly active and stable ruthenate pyrochlore for enhanced oxygen evolution reaction in acidic medium electrolysis Qi Feng, Qi Wang, Zhen Zhang, Yongyueheng Xiong, Hanyi Li, Yao Yao, Xiao-Zi Yuan,

24.     Mark C. Williams, Meng Gu, Hong Chen, Hui Li, Haijiang Wang Applied Catalysis B: Environmental 244 (2019) 494–501

25.     Tracing the Origin of Visible Light Enhanced Oxygen Evolution Reaction C. Cai, S. Han, W. Caiyang,

26.     R. Zhong, Y. Tang, M. J. Lawrence, Q. Wang, L. Huang,* Y. Liang, M. Gu* Adv. Mater. Interfaces 2018, 1801543

27.     Dumbbell to Core–Shell Structure Transformation of Ni–Au Nanoparticle Driven by External Stimuli S. Han, W. Liu, C. Chao, P. Cao,* M. Gu*Part. Part. Syst. Charact. 2018, 1800426

28.     Mg3+δSbxBi2−x Family: A Promising Substitute for the State-of-the-Art n-Type Thermoelectric Materials near Room Temperature Rui Shu, Yecheng Zhou, Qi Wang, Zhijia Han, Yongbin Zhu, Yong Liu, Yuexing Chen, Meng Gu, Wei Xu, Yu Wang, Wenqing Zhang, Li Huang, and Weishu LiuAdv. Funct. Mater. 2018, 1807235

29.     Highly stable single Pt atomic sites anchored on aniline-stacked graphene for the hydrogen evolution reaction Shenghua Ye, Feiyan Luo, Qianling Zhang, Pingyu Zhang, Tingting Xu, Dongsheng He, Licheng Guo, Yu Zhang, Chuanxin He, Xiaoping Ouyang, Qi Wang, Meng Gu*, Jianhong Liu and Xueliang Sun*Energy & Environmental Science 2018, DOI: 10.1039/C8EE02888E

30.     Composite nanofibers through in-situ reduction with abundant active sites as flexible and stable anode for lithium ion batteries, Songhao Wu, Yidong Han, Kechun Wen, Zhaohuan Wei, Jie Xiong, Meng Gu*, Weidong He*, Composites Part B: Engineering, Available online 13 December 2018, In Press, Accepted Manuscript,  https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.12.039


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。