围绕高技术领域非线性光学/发光等智能光子学材料与器件的需求,长期开展激光防护/调制及发光/转换等智能光子学透明杂化材料与器件应用的特色研究工作,实现从材料设计合成、性能优化、器件制备到装机应用完整创新链条:

1.多功能全维度智能透明器件体系及其应用:建立有机无机双重杂化等硅基和超分子基四类透明凝胶玻璃体系,可作为新一代光电功能智能透明玻璃基质。首次提出可聚合纳米材料共聚制备透明杂化材料-特种功能玻璃新方法,研制多维度杂化共聚凝胶/玻璃体系及其透明杂化材料/器件(玻璃、晶体、涂层、薄膜、气凝胶、纤维、光纤、光晶和微纳结构等)。通过主客体共聚、原位生长和预功能化、快凝胶、物理增容、尺度控制、表面修饰等关键技术,实现掺杂杂化功能材料种类、浓度(最高0-100%任意)和器件形态等方面高度可控;建立系列纳米、有机、高分子杂化光子学(非线性光学、光限幅激光/太阳光防护/调制、智能光传输、发光和LED照明/显示、激光发射、紫外屏蔽和液晶等)、热光子学(辐射制冷和红外发射等)、光电子学(抗静电、光/电转换、电控荧光和光电响应等)、刺激响应(长余辉、磷光、光/电致变色等)等系列功能智能(凝胶)玻璃、柔性凝胶自支撑薄膜和涂层等及其透明器件体系。连续获得多项国家自然基金(青年和3项面上)、2项国家配套科研和5项省部级项目资助。

2.碳点等发光杂化材料及其光电器件/生物应用:2012年起在国际上率先创制可聚合硅烷化发光碳点,建立多类任意浓度共聚凝胶杂化体系(玻璃、气凝胶、涂层、薄膜、纤维、晶体、光子晶体和微纳结构)。提出碳点一步热解、平面共轭稠环分解等制备新方法,并建立发光精确调控规律,实现碳点全可见光高效窄带发光(均>80%,多为当时最高值)。发展碳点及共聚等杂化材料的发光LED、光转换、激光、非线性光学、光限幅、紫外屏蔽、光/电致变色和电控荧光等光电器件/传感和生物诊疗应用。连续获得4项国家基金(青年、直通车、中以国际合作、面上)和2项中科院人才计划资助;在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Small(2), NPG Asia Mater., Nano Res., ACS Appl. Mater. Interfaces(4), Adv. Opt. Mater. (4), APL, JPCL, Nanoscale (2), Chem. Commun., J. Mater. Chem. C(5)等发表论文40余篇,被Wiley MaterialsViews、RSC、NPG Asia Mater.、Nanowerk、麻省理工科技评论、中国科学报头版、科学网、中科院官网等报道。

3.激光防护/调制等耐极端环境杂化复合材料及其器件应用:针对激光和玻璃等行业卡脖子技术、国家和GF重大需求,在激光防护/调制领域开展20余年的系列原创性基础和应用研究。创造性采用湿化学法制备高性能有机和无机二维非线性光学和光限幅材料,建立超宽波段(200-4500 mn)、高透过、易加工、长寿命的透明杂化玻璃、晶体和涂层等光限幅杂化材料和透明器件体系,实现高性能、超宽波段、大波长、高功率、多脉冲激光综合防护与响应效果和光限幅器件化。在Angew. Chem, Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., ACS Appl. Mater. Interfaces(3), Adv. Opt. Mater., 2D Mater., Chem. Commun., J. Mater. Chem. C(9)等发表文章40余篇,专利10余项,被WileyChem、Wiley MaterialsViews、中国科学报头版、科学网、中科院官网、中国聚合物网、搜狐网等高亮报道。主持国家配套科研项目2项、国家自然基金3项(青年和2项面上)、中科院院所基金2项和山东省重点研发计划项目(>240万元4项,共计1800余万元)。成功突破极端工况条件下激光防护/调制颠覆性卡脖子关键技术,实现从材料设计合成、性能调控到器件制备应用完整创新链条,处于国际领先,具有自主知识产权,成功用于某重大装备研制,是其激光防护唯一方案,填补国内外空白。同时,发展有机硅和含硅前驱体陶瓷基耐高温烧蚀材料,用作高能激光硬杀伤防护和耐高温复合材料的树脂基体、烧蚀防热材料、高温电磁功能材料和高温结构材料等,承担973、863、国家配套科研、国家科技攻关计划等重大课题。
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近年来代表性科研项目
1)山东省重点研发计划(科技军民融合)项目《激光防护***复合窗口材料研制》 (240万元),(2025-2028) 2025JMRH0206 SJG2502 主持
2) 济南市铌酸锂光电集成芯片概念验证中心项目《铌酸锂-二维材料杂化可见-中红外激光防护窗口》(10万元) ,(2025-2027) 主持
3) 济南大学-济南唯智光电科技有限公司合作项目《SiO2体系减反增透、抗污损伤的溶胶-凝胶涂层技术研发》, (10万元), (2024-2025) 主持
4) 济南大学-济南晶众光电科技有限公司合作项目《增透减反、防潮解抗损伤溶胶-凝胶膜的技术研发》, (5万元), (2024-2025) 主持
5) 济南大学2023重大科技项目和标志性成果培育计划, (20万元), (2024-2025)XKY2302 主持
6) 济南大学学科交叉会聚建设项目《激光防护/调制用凝胶玻璃器件改性和机制研究》(60万元), (2023-2026) , XKJC-202312 主持
7) 山东省自然科学基金-联合基金《基于分子设计的聚醚醚酮基大分子硅烷偶联剂的制备及其界面增强机理研究》,(170万元), (2024-2026), ZR2023LFG006(SZR2385) 参加
8) 济南大学高层次人才科研启动学科建设项目,(2023-2026), XKY2302 主持
9) 济南大学-江苏励杰光电科技有限公司合作项目《可释放中远红外涂层、电致变色技术研发》,(6万元), (2025-2026)
10) 国家自然科学基金面上项目《新型二维石墨炔基光限幅材料和玻璃器件研究》(70万元),(2023-2026) 22275202 主持
11) 中科院理化所所长基金项目《近红外响应激光防护窗口研制》(300万元)(2020-2022) 主持
12) 国家配套科研项目《***改性凝胶玻璃研制》JPPT-2019-079 (640万元) (2019-2022) 主持
13) 中国科学院国际人才计划国际访问学者项目 2019VMA0053 (12.5万元)(2019-20) 中方主持
14) 国家自然科学基金面上项目《高效全波段发光碳点及其杂化三基色白光LED研究》(81万元) (2019-2022), 21875267 主持
15) 国家配套科研项目《***激光***材料研制》JPPT-2017-106 (384 万元) (2017-2020) 参加
16) 新型显示材料与器件工业和信息化部重点实验室创新基金《宽光谱发光的碳纳米点设计合成及其LED应用》(2万元) (2017-2018) 主持
17) 国家自然科学基金中国以色列国际合作项目《基于金-碳点纳米杂化材料的新型多模态造影剂》NSFC-ISF 51561145004 (中方200万+以方81万新谢克尔) (2015-2018) 中方主持
18) 国家配套科研项目《光限幅***涂层》JPPT-125-5-261 (415万元)(2015- 2018) 主持
19) 中国科学院国际人才计划国际访问学者项目《金纳米棒和碳点用于肿瘤检测:漫射、反射和荧光寿命成像》2015VTB041 (2015-2016) (12.8万元) 中方主持
20) 国家自然科学基金青年-面上连续资助项目《可聚合纳米材料杂化光功能有机共聚凝胶玻璃研究》(80万元)(2013-2016)21214002 主持
21) 中科院理化所所长基金项目《纳米杂化光限幅玻璃和涂层研制》(60万元)(2012-2014) 主持
22) 国家自然科学基金青年基金《纳米复合有机光限幅凝胶玻璃的制备及性能研究》(19万元) (2010-2012) 20904063 主持
团队简介:
光子学材料与器件团队面向国家和GF重大需求,针对新一代激光信息与新材料产业关键核心技术——激光防护/调制智能光子学材料与器件领域,开展近20年原创性基础和GF应用研究,实现了从材料设计合成、性能优化、器件制备到装机应用完整创新链条突破。2023年谢政教授作为学校学科带头人从中科院调动到济南大学,依托化学化工学院和物理科学与技术学院优势学科,引进组建了含多名泰山学者青年专家/省海优/省海外科技人才的老中青"产学研用"全链条协同创新团队,涵盖理论计算、合成化学、功能材料、光学工程、非线性光学和产业化应用等多学科深度交叉融合。2024年团队获批“山东省高功率半导体激光器与应用重点实验室”和“济南市超快激光及应用重点实验室”高水平科研平台,目前共主持国家级和省市级项目800余万元,与山东华光、中材晶体院等多家驻济激光重点企业共建联合实验室,部分成果在济南市实现应用。团队现有大型仪器设备总值超1000万元,实验室面积超500平方米,为项目研究提供了坚实的硬件支撑。下一步,将继续深化智能光子学材料与器件研究,建立国内领先、国际知名的激光防护/调制光子学材料与器件团队。
课题组所属平台:
1.山东省耐极端环境特种化学品重点实验室
2.济南市超快激光及其应用重点实验室
3.山东省高功率半导体激光与应用重点实验室
4.山东省绿色与智能建筑材料重点实验室
5.教育部先进建筑材料工程中心