同济大学祖国庆

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祖国庆，上海特聘专家，上海海外高层次引进人才和上海浦江人才计划入选者，同济大学博士生导师。2011年和2014年分别在同济大学获材料物理与化学硕士学位和凝聚态物理博士学位。2016年至2019年在日本京都大学化学系Kazuki Nakanishi教授课题组任特定研究员。目前就职于同济大学材料学院。


姓名：祖国庆
职称：助理教授
电子邮箱：guoqingzu@tongji.edu.cn
办公地点：材料学院德才馆413室
电话：
课题组主页：
Research ID: https://orcid.org/0000-0001-6975-5805


研究方向：
气凝胶功能材料
多功能应变/压力/温度传感、超级隔热、吸附和储能


学习工作经历：
2019-至今  同济大学助理教授         
2016-2019 日本京都大学化学系特定研究员        
2011-2014 同济大学物理科学与工程学院博士        
2008-2011 同济大学物理科学与工程学院硕士        
2004-2008 中国石油大学（华东）物理科学与技术学院学士        


获奖情况：
2019年上海市浦江人才（A类）      


科研项目：
1. 上海市创新人才长期项目，柔性石墨烯基多元网络气凝胶及多功能柔性电子皮肤应用研究，2020-2025，主持  
2. 上海市浦江人才计划（A类），19PJ1409900，超弹性石墨烯/有机硅氧烷复合气凝胶及其吸附、压力和应变传感研究，2019.10-2021.9，主持


  学术兼职：  
1. 上海启明星项目通讯评审专家（2020）  
2. 日本陶瓷协会会员（2017-2018）  
3. Adv. Energy Mater., Chem. Eng. J., Nanoscale, ACS Appl. Nano Mater., Front. Mater., J. Sol-Gel Sci. Technol., J. Non-Cryst. Solids等期刊的审稿人  


代表性论文：
1. Guoqing Zu*, Kazuyoshi Kanamori*, Ayaka Maeno, Hironori Kaji, Kazuki Nakanishi. Superflexible multifunctionalpolyvinylpolydimethylsiloxane-based aerogels as efficient absorbents, thermal superinsulators, and strain sensors. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 9722-9727. (IF=12.257) (VIP论文, EurekAlert!、Wiley新闻报道)  
2. Guoqing Zu*, Taiyo Shimizu, Kazuyoshi Kanamori*, Yang Zhu, Ayaka Maeno, Hironori Kaji, Jun Shen, Kazuki Nakanishi.Transparent, superflexible doubly cross-linked polyvinylpolymethylsiloxane aerogel superinsulators via ambient pressuredrying. ACS Nano 2018, 12, 521-532. (IF=13.903) (ESI高被引论文, 2019年1/2和2/3月)  
3. Guoqing Zu*, Kazuyoshi Kanamori*, Kazuki Nakanishi, Jia Huang. Superhydrophobic ultraflexible triple-networkgraphene/polyorganosiloxane aerogels for a high-performance multifunctional temperature/strain/pressure sensing array. Chem. Mater. 2019, 31, 6276-6285. (IF=10.159) (该期刊下载量最多的20篇论文，2019年8-9月)  
4. Guoqing Zu, Jun Shen*, Liping Zou, Wenqin Wang, Ya Lian, Zhihua Zhang, Ai Du. Nanoengineering super heat-resistant,strong alumina aerogels. Chem. Mater. 2013, 25, 4757-4764. (IF=10.159,被引用116次)  
5. Guoqing Zu*, Jun Shen*, Wenqin Wang, Liping Zou, Ya Lian, Zhihua Zhang, Bin Liu, Fan Zhang. Robust, highly thermallystable, core-shell nanostructured metal oxide aerogels as high-temperature thermal superinsulators, adsorbents, and catalysts. Chem. Mater. 2014, 26, 5761-5772. (IF=10.159)  
6. Guoqing Zu*, Kazuyoshi Kanamori*, Taiyo Shimizu, Yang Zhu, Ayaka Maeno, Hironori Kaji, Kazuki Nakanishi, Jun Shen.Versatile double-cross-linking approach to transparent, machinable, supercompressible, highly bendable aerogel thermalsuperinsulators. Chem. Mater. 2018, 30, 2759-2770. (IF=10.159)  
7. Guoqing Zu*, Kazuyoshi Kanamori, Xiaodong Wang,* Kazuki Nakanishi, Jun Shen. Superelastic triple-networkpolyorganosiloxane-based aerogels as transparent thermal superinsulators and efficient separators. Chem. Mater. 2020, 32, 1595-1604. (IF=10.159)  
8. Guoqing Zu*, Kanamori Kanamori*, Kazuki Nakanishi, Xuanming Lu, Kunhua Yu, Jia Huang, Hiroyuki Sugimura.Superelastic multifunctional aminosilane-crosslinked graphene aerogels for high thermal insulation, three-componentseparation, and strain/pressure-sensing arrays. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 43533-43542. (IF=8.456) (该期刊下载量最多的20篇论文，2019年11-12月)  
9. Guoqing Zu*, Jun Shen*, Wenqin Wang, Liping Zou, Ya Lian, Zhihua Zhang. Silica-titania composite aerogel photocatalystsby chemical liquid deposition of titania onto nanoporous silica scaffolds. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 5400-5409. (IF=8.456)  
10. Guoqing Zu*, Jun Shen, Liping Zou, Fang Wang, Xiaodong Wang*, Yewen Zhang, Xiandong Yao. Nanocellulose-derivedhighly porous carbon aerogels for supercapacitors. Carbon 2016, 99, 203-211. (IF=7.466, 被引用129次)  
11. Guoqing Zu*, Kazuyoshi Kanamori*, Ayaka Maeno, Hironori Kaji, Kazuki Nakanishi, Jun Shen. Ambient-dried highly flexiblecopolymer aerogels and their nanocomposites with polypyrrole for thermal insulation, separation, and pressure sensing. Polym. Chem. 2019, 10, 4980-4990.                    
12. Ze Zhang, Xiaodong Wang*, Guoqing Zu*, Kazuyoshi Kanamori, Kazuki Nakanishi, Jun Shen*. Resilient, fire-retardant andmechanically strong polyimide-polyvinylpolymethylsiloxane composite aerogel prepared via stepwise chemical liquiddeposition. Mater. Design 2019, 183, 108096-108104.                    
13. Guoqing Zu*, Xiaodong Wang*, Kazuyoshi Kanamori, Kazuki Nakanishi. Superhydrophobic highly flexible doublycross-linked aerogel/carbon nanotube composites as strain/pressure sensors. J. Mater. Chem. B 2020, DOI:10.1039/C9TB02953B.                    
14. Guoqing Zu*, Jun Shen*, Liping Zou, Wenbing Zou, Dayong Guan, Yu Wu, Yewen Zhang. Highly thermally stablezirconia/silica composite aerogels prepared by supercritical deposition. Microporous Mesoporous Mater. 2017, 238, 90-96.                  
15. Guoqing Zu*, Jun Shen*, Wenqin Wang, Ya Lian, Liping Zou, Yewen Zhang, Bin Liu, Fan Zhang. Heat-resistant, strong titania aerogels achieved by supercritical deposition. J. Supercrit. Fluids 2015, 106, 145-151.                    
16. Ze Zhang, Xiaodong Wang*, Guoqing Zu*, Lin Liu, Xiaoxue Zhang, Shuang Xi, Huiyue Zhao, Jun Shen*. Effect of differentchemical liquid deposition methods on the microstructure and properties of polyimide-polyvinylpolymethylsiloxane compositeaerogels. J. Supercrit. Fluids 2020, 160, 104811-104818.   
17. Guoqing Zu, Jun Shen*, Xiaoqing Wei, Xingyuan Ni, Zhihua Zhang, Jichao Wang, Guangwu Liu. Preparation andcharacterization of monolithic alumina aerogels. J. Non-Cryst. Solids 2011, 357, 2903-2906. (被引用119次)  
18. Guoqing Zu*, Jun Shen*, Zhihua Zhang, Bin Zhou, Xiaodong Wang, Guangming Wu, Yewen Zhang. Homogeneous depositionof Ni(OH)2 onto cellulose-derived carbon aerogels for low-cost energy storage electrodes. RSC Adv. 2017, 7, 10583-10591.                  
19. Guoqing Zu*, Jun Shen*, Wenqin Wang, Liping Zou, Ya Lian, Zhihua Zhang. Synthesis and thermal behavior ofhigh-surface-area monolithic alumina aerogels. Rare Met. Mater. Eng. 2016, 45,522-529.                  
20. 祖国庆*，沈军*，王文琴，邹丽萍，许维维，张志华. 耐高温核/壳结构TiO2 /SiO2复合气凝胶的制备及其光催化性能，物理化学学报，2015, 31, 360-368.                  
21. 祖国庆，沈军*，邹丽萍，王文琴，连娅，张志华. 弹性气凝胶的制备及其力学、热学性能研究，无机材料学报, 2014,29, 417-422.  
22. 王文琴, 张志华* , 祖国庆*, 沈军，周斌，姚献东. 添加三甲基乙氧基硅烷制备耐高温硅/铝复合气凝胶. 无机化学学报. 2016, 32,117-123.

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随着电子皮肤、健康管理、极端压力监测等需求的不断增长，宽响应范围柔性压敏电子器件的研发日益迫切。近年来，柔性气凝胶基压敏电子器件由于轻质和优良传感性能而备受关注。然而，气凝胶的可拉伸性和弹性通常较差，且目前柔性压敏电子器件检测范围通常较窄，难以满足宽范围压力传感的实际需求。宽响应范围高性能柔性压敏电子器件的构建充满挑战。
        鉴于此，材料科学与工程学院祖国庆课题组采用溶胶-凝胶/热压/冷冻铸造/常压干燥的新策略，构建了具有梯度模量多孔结构的可拉伸、超弹性还原氧化石墨烯（rGO）/聚氨酯（PU）纳米复合气凝胶（图1），实现了超宽响应范围柔性压敏电子器件。相关研究成果以“Bioinspired gradient stretchable aerogels for ultrabroad-range-response pressure-sensitive wearable electronics and high-efficient separators”为题发表在Angew.Chem.Int.Ed.上，并被选为VIP论文。

图1 气凝胶的梯度结构和机械性能

         该梯度气凝胶由三层不同模量的rGO/PU气凝胶构成。通过热压法得到的高模量rGO/PU气凝胶层有效减缓高压力下的电阻变化饱和趋势，有效提升其压力检测上限。低模量rGO/PU气凝胶层在低压力下具有高的电阻变化率，有效降低其压力检测下限。因此，所得梯度气凝胶压敏电子器件展现出破纪录的1 Pa-12.6 MPa的极宽响应范围，并具有极好的抗疲劳性能。
         该梯度气凝胶基压敏电子器件可用于监测各种人体运动/生理信号和汽车轮胎的极端压力，并且穿戴在仿生手上可实现机器人或假肢的宽范围触觉感知。此外，该梯度气凝胶还具有优异的分离性能，可作为梯度分离介质进行污水净化。该工作提供了一种构建柔性梯度材料的通用策略，为下一代可穿戴电子器件、传感器、吸附/分离、电磁屏蔽、储能等研究提供了新思路。
         论文第一作者为材料科学与工程学院博士生张小宇，通讯作者为博士生导师祖国庆。课题组从事基于多孔材料（如气凝胶和离子凝胶）的柔性可穿戴电子器件、智能传感、储能、热管理等方面的研究。目前在Angew. Chem. Int. Ed.,ACS Nano,ACS Mater. Lett.等期刊发表学术论文29篇。曾担任Frontiers in Materials客座副主编。多项研究成果得到了EurekAlert,Wiley Newsroom等国外权威媒体的高度评价。