陈刚(院士)

时间:2023-12-03 08:07:41编辑:小周

陈刚(院士)的个人简介

陈刚(1964年-),出生于湖北南漳,毕业于加州大学伯克利分校,物理学家,国际传热学的领军人物,美国国家工程院院士,麻省理工学院教授。

他的研究涉及热传递、纳米技术和能量转换,主要包括微米和纳米尺度能量转换与传输机理的实验、理论和数值计算。陈刚带领团队首次打破“黑体辐射定律”公式,曾获得ASME传热纪念奖。

2021年1月14日(美国当地时间),美国司法部官网消息显示,陈刚因未能向美国能源部披露其在中国的工作和获得的奖励而被起诉和逮捕。

人物经历

1964年,陈刚出生于湖北襄阳南漳县城关镇。

1978年,进入湖北省襄阳五中读高中。

1980年,考入华中工学院(现华中科技大学)动力系。

1984年,毕业获得学士学位。

1987年,在华中工学院动力系获得硕士学位,毕业后留校担任讲师。

1989年,进入加州大学伯克利分校机械系,师从时任伯克利分校校长田长霖。

1993年,获得博士学位后进入杜克大学机械工程与材料科学系,担任助理教授。

1997年,进入加州大学洛杉矶分校机械与航空工程系,担任副教授。

2001年,转任麻省理工学院机械工程系,担任副教授。

2004年,担任麻省理工学院机械工程系教授。

2006年,担任Towneley Rohsenow教授。

2009年,担任Carl Richard Soderberg讲席教授。

2010年2月17日,当选美国国家工程院(NAE)院士 。

2013年,担任麻省理工学院机械工程系主任,是首位华人系主任。

2014年,当选第30届台湾中央研究院工程科学组院士。

2018年4月,当选美国人文与科学院院士。

社会兼职

古根海姆基金会会员(Fellow)、美国机械工程师学会(ASME)会士、美国科学促进会(AAAS)会士;2012年当选美国物理学会会士(APS Fellow);

他担任国际上5个传热学、纳米技术和能源技术学术刊物的编辑,曾担任美国机械工程师学会纳米技术学会顾问组组长,担任麻省理工学院Pappalardo微纳米工程实验室主任,以及美国能源部前沿能源研究中心资助的固体太阳能热电能量转换研究中心主任。

现任ASME JOURNAL OF HEAT TRANSFER副主编、ANNUAL REVIEW OF HEAT TRANSFER主编、MATERIAL ENGINEERING A特邀主编、JOURNAL OF COMPUTATIONAL AND THEORETICAL NANOSCIENCE编委等。

研究领域

陈刚的研究涉及热传递、纳米技术和能源,主要包括微米和纳米尺度能量转换与能量传输机理的实验、理论和数值计算;具有高和低导热率的纳米工程材料;热辐射和电磁超材料;固体能量转换系统、微机电系统、热感应传感器;水处理和海水淡化。

人物成就

陈刚是热能传递、纳米技术和能源领域的权威人物,他率先研究量子结构中的热传导,他的研究结果推动纳米结构的热电材料的研发。他的研究涉及微米和纳米尺度能量转换与能量传输基理的实验/理论和数值计算、固体能量转换系统、微机电系统、热感应传感器等。他在大量知名刊物中发表有关纳米结构中的热传导、热电传输理论和性能评估,以及辐射热方面的文章,包括权威的《科学》和《自然》杂志。

他拥有4项专利和近20个正在进行的专利申请,是 GMZ能源公司创办人之一。

他主导多项研究项目,包括美国国防部多学科大学研究倡议(MURI)中的热电项目等。

他培养了很多优秀博士生。从1993年至2009年,有近20名博士生学成毕业。他们现在大多数都在世界著名大学任教(如杨荣贵、申盛等)。

陈刚教授因其在纳米传热和热电转换领域、纳米超材料上的卓越贡献而被当选为美国国家工程院院士。美国国家工程院认为,陈刚教授因其首次打破被公认为物体间热力传导基本法则的“黑体辐射定律”公式,证实物体极度近距时的热力传导,可以高到定律所预测的千倍,被授予美国国家工程院院士称号。该发现不但让人们对基本物理有进一步了解,它的应用也涉及光热光电、半导体、磁储存等领域。

2009年,陈刚领导的团队在《Nano Letters》发表论文《Surface Phonon Polaritons Mediated Energy Transfer between Nanoscale Gaps》,通过实验证实物体极接近的热辐射传输,可高到定律所预测的千倍,即打破了德国物理学家普朗克于1900年创立的黑体辐射定律的预测。

人物作品

陈刚出版了1本专著,参与合著其他10本专著;他发表了160多篇期刊论文,他在240多个国际会议和国际研究组织中发表了主题演讲和特邀演讲,具有代表性的论文如下:

G. Chen, Nanoscale Energy Transfer and Conversion, Oxford Press, ISBN 019515942X, 2005.

G. Chen, "Nonlocal and Nonequilibrium Heat Conduction in the Vicinity of Nanoparticles," ASME Journal of Heat Transfer, Vol. 118, pp. 539-545, 1996.

G. Chen, "Size and Interface Effects on Thermal Conductivity of Superlattices and Periodic Thin-Film Structures," ASME Journal of Heat Transfer, Vol. 119, pp. 220-229, 1997.

G. Chen, "Thermal Conductivity and Ballistic Phonon Transport in Cross-Plane Direction of Superlattices," Physical Review B., Vol. 57, pp. 14958-14973, 1998.

G. Chen, “Ballistic-Diffusive Heat Conduction Equations,” Physical Review Letters, Vol. 85, pp. 2297-2300, 2001.

R.G. Yang and G. Chen, “Thermal Conductivity Modeling of Periodic Two-Dimensional Nanocomposites,” Physical Review B, Vol. 69, 195316, 2004.

A. Henry and G. Chen, “Spectral Phonon Properties of Silicon Based Molecular Dynamics and Lattice Dynamics Simulations,” Journal of Computational and Theoretical Nanosciences, Vol. 5, pp. 141-152, 2008.

A. Schmidt, M. Chiesa, X.Y. Chen, and G. Chen, “An Optical Pump-Probe Technique for Measuring the Thermal Conductivity of Liquids,” Review of Scientific Instruments, Vol. 79, 064902, 2008.

A. Henry and G. Chen, “High Thermal Conductivity of Single Polyethylene Chains Using Molecular Dynamics Simulations,” Physical Review Letters, Vol. 101, 235502, 2008.

S. Shen, A. Narayanaswamy, and G. Chen, “Surface Phonon Polaritons Mediated Energy Transfer between Nanoscale Gaps,” Nano Letters, Vol. 9, 2909-2913, 2009.

S. Shen, A. Henry, J. Tong, R.T. Zheng, and G. Chen, “High Thermal Conductivity Polyethylene Nanofibers,” Nature Nanotechnology, Vol. 5, pp.251-255, 2010.

D. Kraemer, B. Poudel, H.-P. Feng, J.C. Caylor, B. Yu, X. Yan, Y. Ma, X.W. Wang, D.Z. Wang, A. Muto, K. McEnaney, Q. Hao, M. Chiesa, Z.F. Ren, and G. Chen, “High-performance flat-panel solar thermoelectric generators with large thermal concentration,” Nature Materials, Vol. 10, pp. 532-538, 2011.

G. Chen, “Theoretical Efficiency of Solar Thermoelectric Generators (STEGs),” Journal of Applied Physics, Vol. 109, 104908, 2011.

M. Zebarjadi, G. Joshi, A. Minnich, Y. C. Lan , X. W. Wang , G. H. Zhu, G. Chen, and Z. F. Ren, “Power Factor Enhancement by Modulation Doping in P-type Silicon Germanium Alloy,” Nano Letters, Vol. 11, pp.. 2225-2230, 2011.

K. Esfarjani, G. Chen, and H. T. Stokes, “Heat Transport in Silicon from First Principle Calculations,” Physical Review B, Vol. 84, 085204, 2011.

B.L. Liao, M. Zebarjadi, K. Esfarjani, and G. Chen, “Cloaking Core-Shell Nanoparticles from Conducting Electrons in Solids,” Physical Review Letter, Vol. 109, 126806, 2012.

Z.T. Tian, K. Esfarjani, and G. Chen, “Enhancing Phonon Transmission across Si/Ge Interface by Atomic Roughness: A First-principles Study with the Green's Function Method”, Physical Review B, Vol. 86, 235304, 2012.

D. Kraemer and G. Chen, “A Simple Differential Steady-State Method to Measure the Thermal Conductivity of Solid Bulk Materials with High Accuracy,” Review Scientific Instruments, Vol. 85, 025108, 2014.

S.Y. Lee, K. Esfarjani, T.F. Luo., and G. Chen, “Resonant bonding leads to low thermal conductivity,” Nature Communication, Vol. 5, 3535, 2014.

S.W. Lee, Y. Yang, H.-W. Lee, H. Ghasemi, D. Kraemer, G. Chen, Y. Cui, “An electrochemical system for highly efficient harvesting of low-grade heat energy,” Nature Communication, Vol. 5, 3942, 2014.

H. Ghasemi, A. Marie Marconnet, G. Ni, and G. Chen, “Solar steam generation by heat localization,” Nature Communication, Vol. 5, 4449, 2014.

Y. Yang, S.W. Lee, H. Ghasemi, X.B. Li, D. Kraemer, J. Wang, Y. Cui, and G. Chen, “A Charging-free Electrochemical System for Harvesting Low-grade Heat Energy,” PNAS, Vol. 111, pp. 17011-17016, 2014.

S.Y. Lee, D. Broido, K. Esfarjani, and G. Chen, Hydrodynamic phonon transport in suspended graphene,” Nature Communication, Vol. 6, 6290, 2015.

M.S. Branham, W.-C. Hsu, S. Yerci, and G. Chen, “15.7% Efficient, 10-μm-Thick Crystalline Silicon Solar Cells Enabled by Periodic Surface Light Trapping Structures,” Advanced Materials, Vol. 27, 2182, 2015.

Y.J. Hu, L.P. Zeng, A.J. Minnich, M.S. Dresselhaus, G. Chen, “Spectral Mapping of Thermal Conductivity through Nanoscale Ballistic Transport,” Nature Nanotechnology, Vol.10, 701u2013706, 2015.

O. Ilic, P. Bermel, G. Chen, J. D. Joannopoulos, I. Celanovic, and M. Solja?i?, “Tailoring ultra-high temperature radiation: the resurrection of the incandescent source,” Nature Nanotechnology, Vol. 351, 215, 2016.

G. Ni, G. Li, S.V. Boriskina, H.X. Li, W.L. Yang, T.J. Zhang, and G. Chen, “Steam Generation under One Sun and Ambient Conditions,” Nature Energy, Vol 1, No. 16126, August 22, 2016.

D. Kraemer, Q. Jie, K. McEnaney, F.Cao, W.S. Sui, L. Weinstein, J. Loomis, Z.F. Ren, and Gang Chen, “Concentrating Solar Thermoelectric Generators with a Peak Efficiency of 7.4%,” Nature Energy, Vol.1,153, 2016.

B.L. Liao, A. A. Maznev, M.S. Dresselhaus, K.A. Nelson, and G. Chen, “Photo-excited Charge Carriers Suppress sub-THz Phonon mode in Silicon at Room Temperature,” Nature Communications, Vol. 7, 2016.

Patents

G. Chen, Z.F. Ren, M.S. Dresselhaus, “Nanocomposites with High Thermoelectric Figure of Merits,” US Patent No. 7,465,871 B2, Dec. 16, 2008.

G. Chen, “Potential Amplified Nonequilibrium Thermoelectric Device (PANTEC),” US Patent No. 8,309,838, November 13, 2012.

G. Chen, R.G. Yang, and A. Narayanswamy, “Surface Plasmon Coupled Nonequilibrium Thermoelectric Device,” US Patent No. 7,508,110, March 24, 2009.

Gang Chen, Xiaoyuan Chen, M.S. Dresselhaus, and Zhifeng Ren, “Solar Thermoelectric Energy Converters,” US Patent No. 8,168,879.

Gang Chen, Christine Junior, and Juergen Koehler, “System and Method for Thermal Process Including a Thermoelectric Heat Pump and Internal Heat Exchanger,” MIT Case No. 13865, August, 2009.

Gang Chen, Erik Skow, and Xiaoyuan Chen, “Polymer Sheets and Other Bodies Having Oriented Chains and Method and Apparatus for Producing Same,” US Patent No. 9,109,846, 2015.

Gang Chen, Xiaoyuan Chen, and Ronggui Yang, “Multistage Thick Film Thermoelectric Devices,” US Patent Allowed, 07/12/2016.

Gang Chen, Hadi Ghasemi, Amy Marie Marconnet, George Wei Ni, “Localized Solar Collectors” US Patent No. 9459024, 10/4/2016.

Gang Chen, Shuo Chen, Weishu Liu, Zhifeng Ren, Hui Wang, Hengzhi Wang and Bo Yu, “Methods of Synthesizing Thermoelectric Materials,” US Patent No. 9306145, 2016.

Seok Woo Lee, Yuan Yang, Hadi Ghasemi, Gang Chen and Yi Cui, “Electrochemical Sysems and Methods for Harversting Heat Energy,” US Patent Allowed 2016.

荣誉记录

他是美国国家自然科学基金委(NSF)杰出青年基金获得者,获得了ASME传热纪念奖、研究与发展100奖(此奖在美国被称为?创新的奥斯卡奖)、NSF青年科学家奖、ASME传热杂志杰出评审奖等。

主要荣誉信息如下:

获奖时间奖项名称

1992年

加州大学伯克利分校Arthur ?Gould Tasheira奖学金

1994-1997年

ASME《传热》杂志杰出评审奖

1994年

美国国家自然科学基金委(NSF)杰出青年基金获得者

2002年

古根海姆奖学金

2008年

ASME传热纪念奖(科学类)

2008年

高性能热电材料研发100奖

2009年

美国科学促进会(AAAS)会士

2010年

美国国家工程院院士

2011年

麻省理工学院工程学院Capers和马里恩?麦克唐纳奖

2012年

美国物理学会会士(APS ?Fellow)

2013年

第75届ASME传热纪念奖

2014年

台湾中央研究院院士

2014年

华中科技大学优秀校友奖

2014年

日本传热学会Nukiyama纪念奖

2015年

世界技术奖(能源类)

2016年

工程科学学会Eringen奖章

人物事件

2021年1月14日(美国当地时间),美国司法部官网消息显示,美国工程院院士、麻省理工学院(MIT)教授陈刚因未能向美国能源部披露其在中国的工作和获得的奖励而被起诉和逮捕。陈刚被控欺诈、未提交外国银行账户报告以及在纳税申报单中虚假陈述。他于当天在地方法官Donald L? Cabell面前首次出庭。

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