南洋理工大学材料科学与工程学院研doc.docx
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南洋理工大学材料科学与工程学院研doc
南洋理工大学材料科学与工程学院研究领域详解
学校名称：
新加坡南洋理工大学
Nanyang
Technological
University
所在位置：
新加坡
创建时间：
1991
QS排名：
55
在您在材料科学与工程学院的日子里，你将会有丰富的知识和技能。
我们的目标是让每个学生充分利用材料科学与工程学院的每一项资源，成为具备未来所需技能的领导者，跟着一起来了解一下该学院的研究领域吧。
一、专业纵览
你将会有：
材料领域的专业知识;清晰的心灵解决任何问题;精明地传达思想和想法;燃烧激情，实现超越已知能力;在不懈的进步中怜悯。
最后一个属性可以完成材料科学与工程学院教育，这就是为了达到你想要的目标而采取的行动。
在材料科学与工程学院，我们将为您提供学习的机会。
通过您的主动性，参与度和愿望，您可以从经验中获得最大收益。
二、学院使命和愿景
通过不同学科的广泛教育培养创意和企业家领导者成为一所以科学技术为基础的伟大的全球性大学;为了与大学的使命和愿景保持一致，材料科学与工程学院学院制定了以下使命和愿景。
十年来，教育和激励全球联系和跨学科培训的材料科学家和工程师。
创造智力价值，激发基于需求的研究，并将科学和技术转化为市场。
成为全球领先的材料科学与工程机构。
成为全球领先的材料科学与工程机构，十年来，教育和激励全球联系和跨学科培训的材料科学家和工程师，创造知识价值，激发基于需求的研究，并将科学和技术转化为市场。
三、研究纵览
材料科学与工程学院（材料科学与工程学院）为员工和学生提供了一个充满活力和培养的环境，以便在以下关键领域开展跨学科研究：
生物材料和生物医学设备;计算材料科学;国防材料;功能材料和复合材料;可持续发展材料;纳米电子学，纳米材料和多铁学，材料科学与工程学院配备了各种类型的设备和设备，用于教学和广泛的研究用途。
以下是我们的实验室和设施：
生物材料;光伏联合实验室;仿生传感器科学中心;电子空间和电子学习工作室;级表征，测试和模拟设施;无机材料表征;材料加工;纳米材料;生物医学实验室;有机材料服务实验室;太阳能燃料实验室。
四、研究领域
研究是材料科学与工程学院最重要的支柱。
它将推动我们的增长数量和质量。
我们强调对所有教职员工的研究，并鼓励我们的本科生在他们任职的早期参与研究课程。
我们通过与世界一流机构的交流课程和联合学位课程，继续寻找吸引和留住优秀研究生的方法。
我们鼓励一种研究文化，主要是通过奖励学术人员获得研究成果，包括财务和研究设施等。
此外，我们慷慨地将研究生分配给所有擅长研究的学术人员。
因此，研究生与学术人员的比例相当健康。
我们还积极寻求与其研究成果众所周知的材料科学和工程学院的外国合作。
我们还寻求与行业合作，以确保我们的研究与经济需求相关。
我们已与多家公司合作，包括加拿大的Adv
Mat
Res，瑞典的Radi
Corp和美国的Guidant
Corp。
这种合作将最终吸引优秀的教师和研究人员/学生。
材料科学与工程学院的研究课程涵盖以下领域：
领域1.生物材料和生物医学设备
Biomaterials
Group专注于使用传统材料（金属，陶瓷和聚合物）和纳米材料（碳纳米管、纳米复合材料、纳米颗粒）用于生物医学应用。
生物材料是许多生物医学设备的关键组成部分。
例如，在血液接触装置例如支架或心室辅助装置的情况下，装置的性能取决于生物材料抵抗凝结的能力。
在纳米级别进行表面改性以防止这种情况发生是材料科学与工程学院研究的一个关键领域。
更一般地说，我们小组的工作涉及陶瓷，聚合物和纳米材料的改进和改造，以满足生物医学领域的多种需求。
我们有细胞培养设施，以及广泛的生物材料表征设备。
此外，我们正在采用新技术来实现生物材料表面的功能化。
在这些努力中，我们与来自新加坡和海外机构的医生，外科医生和医疗保健专家密切合作，以满足真正的生物医学需求。
研究领域：
生物粘合剂;用于骨科应用的生物陶瓷;可生物降解的聚合物;药物和基因传递;水凝胶;纳米生物材料。
典型研究课程：
可生物降解的形状记忆泡沫塞用于介入放射学中的临时血管内栓塞;仿生和生物启发材料;用于预防青光眼术后瘢痕形成的核酸分子持续释药技术的开发与应用;青光眼和角膜的给药系统;药物输送到眼后段;脂质体药物传递;心脏恢复治疗中的再生医学计划，用于减少输尿管纤维化和狭窄的定制药物输送平台：
Bilayer输尿管涂层支架; Vesico-Urethral连接器。
领域2.计算材料科学
计算材料科学小组将其研究活动的重点放在模拟软件的开发和使用上，以预测，解释和探索材料的结构、性质和行为。
使用各种方法，这些方法包括第一原理量子力学计算、能量最小化、分子动力学、蒙特卡罗、动力学平均场密度泛函理论以及有限元方法。
正在研究各种材料。
这些包括自组装系统、电活性聚合物、超导体、碳基巴基球和纳米管、半导体、形状记忆合金、金属间化合物和一些金属。
模拟活动由工作站，高性能计算CLUSTER以及计算实验室中的其他计算设施提供支持。
虽然有些作品使用的是商业现成的软件，如Materials
Studio，ABAQUS，Ansys和Cerius，但有些人使用Java，Fortran和C
++开发自己的软件。
该小组还致力于将基于人工智能的技术应用于房地产，工艺优化和新材料开发。
人工神经网络，遗传算法和其他基于梯度的方法巧妙地耦合以实现这一点。
计算在具有Linux
OS（Redhat
9）或Windows的独立PC上执行。
研究领域：
纳米尺度材料与器件的MC计算设计;计算机辅助材料合成（选择和预测）;自组装系统的建模与仿真;材料缺陷与加工的原子模拟与建模;连续尺度建模与仿真;计算机辅助过程与属性优化;生命预测;功能材料的电子，结构，能量和动力学性质的量子力学，经典模拟和建模;计算电动力学;等离子体激元。
领域3.国防材料
该课程的重点是通过与当地和海外专业人员的合作，开发高附加值的功能材料和在战略领域建立本地能力。
研究活动包括材料创新、平台集成、技术开发和国防部各种高级应用的转移。
先进材料继续在先进应用技术的突破中发挥重要作用，通过开发新材料和系统，具有专门针对组件和系统级别的战略利益而定制的理想功能。
通过对开发的新材料的结构性质关系的系统研究和机械理解，可以精确和创新地控制材料的加工。
凭借这些知识，材料科学与工程学院的材料科学家和工程师将能够有效地促进独特材料功能的开发，从而推动理想的技术创新。
纳米材料和仿生学被用于促进新系统和技术的开发，例如士兵保护系统，先进复合材料，
材料科学与工程学院的专业知识多种多样，涵盖了广泛的领域，如高温材料，轻质材料，金属和陶瓷等。
学院与淡马锡实验室，国防研究和技术办公室，DSO国家实验室和新加坡科技合作动力学。
研究领域：
高级功能材料;高温聚合物泡沫;编织纺织复合材料;热电材料;聚合物复合材料;电致变色材料;材料建模;陶瓷材料;保护材料。
领域4.功能材料和复合材料
功能材料与复合材料集团专注于具有先进物理和化学性质的材料的合成，加工和应用。
功能材料包括具有独特和极端功能特性的材料，有助于热电、磁性、超导、电致变色和铁电等领域的应用。
复合材料是一类材料，其中材料增强以基质增强，填料增强的形式出现以及纤维增强。
应用包括结构陶瓷，聚合物和纤维增强复合材料以及纳米复合材料颗粒和结构。
关于多铁性的研究侧重于基础研究和应用，这些研究和应用依赖于铁电性质的交叉耦合，如电，磁和弹性有序参数，以产生独特的功能。
各种纳米材料的合成和掺杂的特征在于增强和改善电致变色材料和器件的效率。
这些还包括为智能窗户等商业应用开发各种电致变色平台。
复合材料研究在南洋理工大学新成立的体育研究所中发挥着重要作用。
注意力集中在纳米复合材料和混合材料的设计和制备中利用新的纳米级现象和合成方法，以获得无与伦比的机械性能增强或多种新功能。
这些可包括热稳定性/阻燃性，抗冲击/抗断裂性，磨损/刮擦损伤和电/热导率等。
还研究了粘土纳米复合材料，高级聚合物复合材料和纤维复合材料等材料，以提高其性能和性能。
运动服装、装备和比赛场地。
研究领域：
聚合物纳米复合材料;智能材料;运动材料。
一些课程示例：
有机晶体管和光伏电池的制造;基于有机晶体管的非易失性存储器件;用于平板显示器的全色有机发光二极管的沉积，表征和制造。
领域5.可持续发展材料
该课程的重点是清洁能源收集，太阳能燃料和能源储存的发展。
该课程得到了NRF竞争研究计划，CERP和EDB的主要资助。
大多数这些研究活动也属于能源研究所@NTU的保护组织。
该研究计划主要有三个主要方面，即太阳能采集，太阳能燃料和储能。
研究计划的三个重点：
太阳能收集：
研究重点是第三代太阳能电池，如无机、有机和有机无机杂化聚合物基异质结太阳能电池，它提供了一种可能更便宜的太阳能利用替代方式。
正在研究的重要类别的太阳能电池包括敏化太阳能电池，本体异质结电池和铜铟镓硒。
设备稳定性，效率和这些设备的大面积解决方案处理的增强是优先研究领域。
太阳能燃料：
这项研究的重点是开发用于H2O和CO2转化的人造光合材料。
开发的一些材料是金属有机骨架，其被归类为晶体混合材料，其晶体结构由金属离子的扩展3D开放框架或通过多齿有机间隔物连接的小离散簇以及太阳能半导体纳米粒子组成。
吸收剂可以将光子能量转换成化学驱动力，将水和/或二氧化碳催化转化为高效燃料，如氢气，甲烷和甲醇。
储能：
满足未来高能量储存需求的有前景的方法体积小，重量轻是将先进的，所谓的“超级电容器”与电池集成在一起。
除了显着的存储容量之外，这种电容器与电池端子并联放置，在高负载需求下提供电流提升。
这样可以提高电池的性能，延长运行时间，延长电池的使用寿命。
因此，超级电容器可以使电池满足当前和未来的能量需求。
此外，新型器件架构，如混合电化学电容器，将超级电容器和电池的优势结合在一个器件中，为当前的一些挑战提供了可能的解决方案。
研究方向：
基于碳纳米管的印刷电子产品;充电存储设备;基于CNT的传感器，用于生物医学和气体传感应用;共同稳定和回收工业废物;开发光伏电池;电化学电荷存储装置;环境保护;有机薄膜晶体管的制造; 基于有机晶体管的非易失性存储器件;光催化与环境催化。
南洋理工大学材料科学与工程学院研究领域详解【2】
学校名称：
新加坡南洋理工大学
Nanyang
Technological
University
所在位置：
新加坡
创建时间：
1991
QS排名：
55
领域6.纳米电子学，纳米材料和多铁学
该小组专注于基于新兴纳米技术和纳米科学领域开发先进功能材料的研究计划。
纳米电子学的研究包括开发用于半导体应用的新纳米加工方法，铜互连系统和封装技术的可靠性研究以及合成电子材料。
用于合成诸如稀土纳米颗粒，等离子体纳米材料、碳基材料、一维纳米结、热电材料和多铁性的先进材料的新方案也正在被积极研究。
该小组研究的发展在传感，绿色能源，环境修复，数据存储，高速通信，纳米电子学，纳米光子学和医学诊断方面具有潜在的应用。
该研究小组积极与新加坡制造技术研究所，西北大学材料研究与工程研究所，加州大学洛杉矶分校、加州大学伯克利分校、伦斯勒理工学院和法国实验室CRISMAT合作。
研究领域：
主动和被动设备;先进的硅工艺技术;设计和建模;磁性纳米材料;纳米电子材料和工艺开发;微电子与光电子封装;多铁材料;纳米结构互连材料;流程整合和可靠性;自旋电子学。
领域7.人工光合作用
人工光合作用（太阳能燃料）实验室专注于通过太阳能分解水分子来产生氢和氧。
为了实现这一目标，实验室探索了材料制造和器件设计的不同方法。
一些方法包括复合纳米光催化剂的合成，金属半导体异质纳米结构的制造，用于光电化学（PEC）水分解的光阳极/光电阴极的优化以及通过染料敏化或掺杂来改性半导体光催化剂。
常见的研究设施包括高速台式离心机、超低温冷冻机、冰片机、真空烘箱、氮气干燥手套箱和超纯水系统。
材料合成和制造设施包括微波反应器，带控制器的高压搅拌反应器，可编程真空旋涂机，静电纺丝机和空气强制烘箱。
照明和气体发展设施包括光化学反应器系统、UV-Vis-NIR分光光度计、电化学工作站、卤素灯、太阳能模拟器、300
W和500
W氙灯照明器、循环冷却器和蒸发器、氢气发生器和气相色谱系统。
领域8.生物材料
该研究主要集中在以下几个方面：
新生物材料的合成，生物材料的表面改性，聚合物与细胞相互作用的研究、可生物降解医疗器械的设计和加工、医疗器械的模拟和建模、药物释放配方的设计和研究和系统。
主要研究设施包括生物材料合成，薄膜铸造、金属支架喷涂和微球喷雾干燥。
材料表征设备包括用于分子量，粒度和形状的光散射系统;
尺寸排阻色谱分子量;
用于药物和蛋白质定量的高效液相色谱;
用于聚合物粘弹性研究的流变仪。
细胞培养设施包括1K级洁净室;
用于荧光，发光或吸光度研究的酶标仪;
流式细胞仪，用于测量细胞的物理和化学特性;
用于细胞成像的倒置明场和荧光显微镜。
领域9.仿生传感器科学中心
中心仿生传感器科学依赖于三个国际研究之间的多学科合作，南洋理工大学材料科学与工程学院，通过分子物理学部和奥地利技术学院共同开发下一代生物传感器南洋理工大学材料科学与工程学院在材料制备、纳米级图案化、电活性材料（包括碳纳米管和石墨烯）以及器件制造方面拥有深厚的背景。
这两家欧洲合作伙伴在使用主要光学传感器技术的薄分子薄膜和生物传感的表面表征方面拥有丰富的经验。
他们还在软物质表面科学方面提供专业知识，更具体地说，在脂质和多肽化学方面。
基础科学和应用科学团体的合并以及战略招聘使我们能够召集一个有竞争力的研究小组。
CBSS内部启动的研究课程具有强烈的基础科学风格。
迄今为止的重点是开发新的和强大的检测平台，新颖的传感器概念，以及新材料的合成，表征和应用。
一项主要任务还是建立一个专门的表面表征和传感器开发实验室。
今天，重点是为未来的应用场景以及一系列应用课程的初创企业设计新的传感器和探测站。
领域10.晶体生长
晶体生长小组由Christian
Kloc教授领导。
该小组成立于2008年初，实验室位于南洋理工大学材料科学与工程学院的地下室。
该实验室拥有自己的一套设备，例如安瓿制造，区域熔化，浮动区，高压高压釜系统和多区域管式炉。
该集团专注于高品质有机和无机单晶的生长以及晶体的表征和研究。
已经成功地从红荧烯、并四苯、蒽、并五苯、per、TCNQ和许多其他有机分子中生长出各种有机晶体。
这些晶体已经使用物理蒸汽传输，区域熔化以及溶剂热法生长。
所有方法都产生了具有显着尺寸和质量的晶体。
无机晶体包括过渡金属的硒化物、碲化物和碳化物。
化学气相传输已用于合成过渡金属化合物。
Flux方法已应用于基于FeAs的超导相的合成，Bridgeman方法已被用于大型单晶制造。
测量单晶的电学和光学性质。
已经制造出单晶上的FET器件。
已经确定了单晶的迁移率和电导率。
我们的红荧烯晶体测量到高达12
cmV
/
s的流动性。
已经使用化学分析研究了晶体的纯度。
在该表征中使用诸如基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱，高效液相色谱和傅里叶变换红外光谱的设备。
领域11.国防/产品开发
该学院致力于高级防御应用的功能和结构材料。
研究工作的重点是加强现有系统和为士兵和车辆开发新的物质系统。
研究领域：
开发功能分级材料，以防止弹道和电磁攻击;开发低功率闪光眼镜;汽车用热电材料;超硬纳米材料的合成。
该课程的重点是开发高价值的功能材料和技术。
研究活动包括材料创新和平台集成，用于各种先进的防御应用。
纳米材料和仿生技术被用于促进新系统的开发。
学校与淡马锡实验室，国防科学技术局以及美国DARPA密切合作，开展了许多合作，例如先进的伪装系统和各种士兵保护系统。
领域12.环保材料
这项研究的目的是预测和在原子水平上控制材料的特性来加强污染减排和清洁能源技术的性能。
研究领域包括工业废物的共稳定化和再循环、环境保护、光催化和环境催化。
领域13.能源储备
该研究的重点是电化学储能装置的不同领域，从电池（锂离子电池、金属空气）和超级电容器到印刷电力电子，储存来自可再生能源的能源，以及电动汽车。
以下是主要研究重点：
（1）合成策略和基于多功能纳米材料的高性能阳极/阴极的开发，
（2）理解电荷存储和电荷转移过程的基本材料表征，（3）聚合物/固体电解质，（4）印刷/柔性电荷存储装置，（5）将能量利用集成在电荷存储装置中。
主要研究设施包括高压灭菌器、静电纺丝系统、聚合物/溶胶凝胶合成、高能球磨机、手套箱、电极浆料制备、电极涂布机、离心机、硬币/袋电池制造设备、压延辊压机、点焊机、压接机、多通道恒电流仪/恒电位仪、循环伏安法工具、阻抗分析仪、电池测试仪/循环仪、真空烘箱、箱式/管式炉和电化学测试站。
领域14.材料模拟
研究活动的重点是开发和使用模拟软件来预测，解释和探索材料的结构，性质和行为。
使用了各种方法，包括量子力学计算、能量最小化、分子动力学、蒙特卡罗、动力学平均场密度泛函理论和有限元方法的第一原理。
我们研究了广泛的材料，包括自组装系统，电活性聚合物、超导体、碳基巴克球和纳米管、半导体、形状记忆合金、金属间化合物和一些金属。
模拟活动由工作站支持，例如（高性能计算CLUSTER，以及学校内的其他计算设施。
虽然有些工作使用商业软件，如Materials
Studio、ANSYS和Cerius、但我们也开发了自己的Java、Fortran和C
++软件。
基于人工智能的技术被应用于优化材料特性和新材料的开发。
人工神经网络，遗传算法和其他基于梯度的方法巧妙地耦合以实现这一点。
计算在具有Linux
OS（Redhat
9）或Windows的独立PC上执行。
研究领域：
纳米材料和器件的计算设计;计算机辅助材料合成（选择和预测）;自组装系统的建模与仿真;材料中缺陷和加工的原子模拟和建模;连续尺度建模和仿真;计算机辅助优化流程和属性;生活预测;量子力学，经典模拟和功能材料的电子、结构、能量和动态特性的建模。
领域15.纳米电子学
该研究的重点是半导体应用纳米结构的制造，铜互连系统的可靠性研究和封装技术。
主要研究领域包括用于纳米电子学的先进半导体加工技术，先进的AlGaInP和GaN激光器，微电子和光电子器件的封装以及用于高可靠性互连的材料。
这些研究课程得到了尖端研究设施的恰当支持，如薄膜沉积和图案化、器件和工艺表征、IC封装、介电击穿、电迁移等。
研究领域：
有源和无源器件;先进的硅加工技术;纳米电子学的材料和工艺开发。
领域16.纳米材料
研究活动的重点是磁性纳米材料的合成、性能评估、表征和建模、用于能源、生物医学、数据存储和国防应用。
该实验室配备了振动样品磁强计，高温烘箱和低温低温恒温器附件、行星球磨、熔体旋转器、splat淬火器、迷你电弧熔化器和脉冲激光沉积系统。
领域17.聚合物电子
该研究的重点是将有机/聚合物材料用于微电子/纳米电子器件。
主要关注领域包括有机薄膜晶体管的制造，基于半导体和铁电有机/聚合物材料的非易失性存储器，太阳能电池和基于有机材料的发光器件。
该研究的重点是理解和推进有机/聚合物电子材料的合成、改性、加工及其与器件制造和性能的关系的科学和技术。
研究领域：
机薄膜晶体管的制造;基于有机晶体管的非易失性存储器件;开发用于光伏器件应用的新型共轭聚合物;有机光伏电池的制造;有机发光器件的制造;用于薄膜器件的铁电聚合物。
领域18.稀土
该研究的重点是稀土纳米粒子的合成、加工、固结和应用。
已经开发了各种方法来合成氧化物，氮化物，硫酸盐和碳化物形式的这些纳米颗粒。
这些方法包括溶胶凝胶，沉淀（共沉淀、凝胶沉淀等），等离子喷涂（直流和射频），火焰喷涂（水解和热解）和静电雾化。
正在研究和开发几种合并/应用方法。
这些包括带式浇铸（水性和非水性），喷雾干燥，溅射和旋涂。
活跃的研究领域包括用于各种应用的稀土氧化物，用于纳米电子的阵列量子点以及用于太阳能电池应用的反蛋白石光子晶体和纳米磷光体耦合材料的合成和表征。
为满足这些研究课程的需求，该实验室配备了各种先进的设备和表征设施。
领域19.以色列理工学院生物医学
该研究主要集中在以下几个方面：
（1）制作新型组织工程支架，
（2）研究生物材料与细胞的相互作用，包括几种干细胞，平滑肌细胞等，（3）动态细胞培养，（
4）细胞功能表征和分析。
主要研究设施包括用于生产生物材料的纳米纤维支架的制造设备，定制的静电纺丝设备和生物反应器。
细胞设施包括两个洁净室;
用于荧光、发光或吸光度研究的酶标仪;
流式细胞仪、用于测量细胞的物理和化学特性;
用于细胞成像的倒置明场和荧光显微镜。
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