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对话Applied Sciences青年编委——同济大学刘宁博士

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2025-8-6 18:21

阅读：2410

近日，Applied Sciences 期刊有幸前往同济大学拜访青年编委刘宁博士，就期刊运营与发展、特刊合作等内容进行了探讨与交流。

个人简介

刘宁

助理教授/硕士生导师

同济大学航空航天与力学学院

刘宁博士在同济大学先后获得工程力学专业学士 (2011) 及固体力学专业硕士 (2015)。后赴美国佐治亚大学完成5年半的继续深造，师从英国皇家航空学会会士、美国机械工程师学会会士、美国航空和宇航学会 Associate Fellow Ramana Pidaparti 教授与美国机械工程师学会会士 Xianqiao Wang 教授 (联合导师)，于2020年获博士学位，同年继续从事博士后研究。于2021年1月加入同济大学并担任助理教授。主要围绕基于仿生纳米复合材料增强增韧机制等关键科学问题开展了一系列卓有成效的研究，相关成果发表在Composites Science and Technology，Journal of the Mechanics and Physics of Solids，Advanced Functional Materials等纳米复合材料力学国际知名期刊上，共发表SCI收录论文二十余篇，学术成果被包括美国科学院院士、欧洲科学院院士在内的国际知名学者高度评价。

问答环节

Q.能否请您简单介绍目前的主要研究方向？

A.我目前的主要研究是仿生纳米复合材料的设计，该领域的研究聚焦于借鉴自然界生物系统 (如贝壳珍珠层、蜘蛛丝、骨骼) 的精妙结构设计原理 (如分级有序组装、界面优化、多尺度协同)，融合纳米材料 (纳米颗粒、纳米管、纳米片等) 的独特性能，通过精准控制纳米单元的分散、取向、排列及界面相互作用，构建多级、多组分复合体系，旨在协同集成超越传统材料的卓越力学性能 (高强度、高韧性)、多功能性 (如自清洁、自感知/自修复、优异阻隔性、电/热/光学特性) 以及智能响应能力 (对温度、光、pH、应力等环境刺激做出适应性反应)，从而创造具有定制化“类生命”特性的新一代高性能与智能化材料，广泛应用于航空航天、生物医学、先进电子、能源存储及环境工程等领域。

Q.能否请您简单分享当前相关研究领域内的热点话题？

A.目前，在仿生纳米复合材料设计领域的热点话题之一，是界面相增强纳米复合材料的强韧化机制研究。界面相增强纳米复合材料的强韧化机制核心在于通过精准调控纳米填料与聚合物基体间的界面相互作用，其中纳米限制效应和聚合物缠结网络扮演关键角色：纳米限制效应源于纳米填料表面对邻近聚合物链段运动的物理约束，显著提升界面区聚合物的模量和玻璃化转变温度，阻碍微裂纹萌生，同时诱导聚合物链形成有序排列增强载荷传递效率；聚合物缠结网络的重分布则表现为纳米粒子既可局部破坏基体缠结 (降低延展性)，又能在界面区诱导生成新的拓扑缠结或通过接枝分子链形成“桥联缠结”，有效耗散能量并抑制裂纹扩展。二者协同作用实现了强度与韧性的同步提升——纳米限制强化界面承载能力，而重构的缠结网络通过链滑移、解缠结等塑性变形机制钝化裂纹尖端应力，最终通过裂纹偏转、钉扎及纤维桥联等多重耗能路径实现增韧。优化纳米粒子分散状态与表面修饰是调控上述机制的关键。

Q.是什么吸引您申请成为Applied Sciences 期刊青年编委？

A.我申请成为Applied Sciences 期刊青年编委，首要源于其前沿定位与我的研究方向深度契合。我的核心研究聚焦仿生纳米复合材料强韧化机制 (如界面相纳米约束效应、聚合物缠结网络调控) 及人工智能辅助材料设计，而Applied Sciences 近年持续强化“AI+应用科学”交叉领域，不仅开设了机器学习特刊 (如“智能数据挖掘中的机器学习”)，还积极推动材料计算模拟与工业应用的融合，这与我主持的项目形成直接协同。期刊对跨学科创新的重视，为我的仿生材料-AI交叉成果提供了精准高效的传播平台，其快速审稿流程 (平均3-5周录用) 和对青年学者的支持政策 (Travel Award和Young Investigator Award)，也与我推动学术普惠的理念高度一致。

其次，我期望通过青年编委角色推动中国学者在国际期刊的话语权提升。当前在Applied Sciences 仿生智能材料领域的投稿主力以意大利、韩国等国家学者为主，而中国在该领域已具备引领潜力。我计划依托同济大学平台，协助组织“仿生智能材料”特刊，吸引国内顶尖团队投稿，并推荐国际专业评审人参与评审以优化地域代表性；同时协助优化MDPI微信公众号，将我的界面增强机制研究成果转化为科普短视频 (如“纳米限制效应”可视化解读)，增强公众影响力，并推动国内学者成果以中英双语摘要形式精准传播，提升本土研究的国际可见度。这些行动不仅能强化学术桥梁作用，更能助力期刊从“规模拓展”向“质量引领”转型，冲击更高分区。

Q.您对于Applied Sciences 期刊的发展有何建议？

A.为提升期刊的学术影响力与传播效能，建议从关注当前热门话题和新媒体推广双路径切入——人工智能研究整合与微信公众号平台升级：

在人工智能领域，可系统性构建“AI+应用科学”主题矩阵，延续现有特刊的成功经验，拓展AI与材料设计、生物医学工程等交叉方向，覆盖图神经网络等前沿算法及工业安全等落地场景，邀请该领域领军学者组建强大的客座编辑团队；同时针对AI领域投稿量激增现状，亟需建立专属审稿人库并细化AI工具使用披露政策，防范学术诚信风险；此外，可发挥期刊审稿快、青年学者友好、IOAP折扣等优势，通过定向邀约高校AI实验室吸引优质稿源。

在新媒体推广方面，宜采用功能分层策略，从公众号的内容运营、功能升级、学者互动三个方向着手，提升学术成果传播渗透率。

特刊介绍

为了促进和推动聚合物复合材料研究领域的发展与交流，Applied Sciences邀请了同济大学刘宁博士、杨斌教授和章中森副教授联合创建特刊“Phase Transitions in Polymer Composites”。

了解特刊详情：https://www.mdpi.com/journal/applsci/special_issues/UW65M19525

Q.作为特刊的客座编辑之一，能否请您简单介绍一下该特刊的主题与收稿方向?

A.由于聚合物复合材料具有可调节的性能、多功能性以及在航空航天、汽车、生物医学和电子等行业的广泛应用，其已获得了广泛关注。了解这些材料的相变对于优化其力学、热学和电学性能至关重要。相变 (包括结晶、玻璃化转变、熔融和相分离) 在不同环境条件下对定义聚合物复合材料的结构完整性和功能起着至关重要的作用。

本特刊旨在探索聚合物复合材料相变的最新进展，重点关注实验、理论和计算方法。希望接收的主题包括但不限于：

聚合物基复合材料中的结晶行为和动力学；

杂化材料中热和压力诱导的相变；

聚合物共混物和纳米复合材料中的相分离机制；

填料和增强材料对相变行为的影响；

相变过程的动态力学分析；

预测相变的分子动力学和机器学习方法；

相变研究在功能材料、传感器和能量存储中的应用。

欢迎涵盖聚合物复合材料相变的基础研究、新型表征技术及其应用的投稿。

投稿截止日期：2025年10月31日

Applied Sciences 期刊由衷祝愿刘宁博士在科研征程中步履生花，每一次探索都绽放独特的学术光芒。期待在众多青年学者的鼎力支持下，共同揭开聚合物复合材料相变的科学奥秘——从结晶行为的基础解析到功能应用的创新突破，为高性能材料设计开拓繁花似锦的新路径。

Applied Sciences 期刊介绍：https://www.mdpi.com/journal/applsci