團隊概況
海洋功能薄膜材料與應用創新單元以國家“海外高層次人才引進計劃”特聘專家-姜辛教授為首席科學家，致力于金剛石功能薄膜材料和熱電功能材料制備及其在海洋領域中的應用基礎研究。團隊現擁有人員11人，具有高級職稱人員3人，博士6人，包括國家“海外高層次人才引進計劃”專家1人、中科院“百人計劃”1人、青島市創業創新領軍人才計劃1人，擁有金剛石薄膜化學氣相沉積系統、多靶位磁控濺射系統、掃描電鏡、電子束蒸鍍系統、電化學工作站等大型儀器設備10余套，總值1000余萬元。團隊自成立以來，承擔國家自然科學基金2項、國家外專局人才引進計劃項目、山東省重點研發計劃（重大關鍵技術）項目、山東省科技創新重大工程、山東省重點研發計劃（國際科技合作）、山東省自然科學基金等項目17項；發表論文20余篇，其中SCI/EI論文10篇；申請發明專利5項，授權發明專利7項，授權實用新型專利12項；獲軟件著作權3項。
2019年，團隊獲批山東省高等學校優秀青年創新團隊。
團隊首席科學家，姜辛，男，教授，1960年11月出生，國際知名金剛石薄膜領域專家，中組部“海外高層次人才引進計劃”專家、教育部“長江學者”講座教授、國家級特聘專家、德國錫根大學表面技術與材料工程研究所所長、C4級（德國最高級別）終身講座教授，山東省科學院海洋儀器儀表研究所特聘專家。1991年博士畢業于德國亞琛工業大學，師從2007年諾貝爾物理學獎獲得者德國著名科學家Peter Grünberg 教授，1998年獲得德國國家博士并獲教授資格。姜辛教授長期致力于薄膜生長設計與應用研究，獲得多項創新性成果，在相關領域處于國際領先地位。首次實現了金剛石在硅表面的異質外延生長，被公認為金剛石研究領域的重大突破；利用高分辨電子顯微技術首次揭示了金剛石與硅基體界面的原子結構，建立了原子擴散控制的金剛石硅表面形核模型，實現了金剛石硅表面的定向形核；首次采用布里淵散射(Brillouin Scattering)與納米壓痕技術(Nano Indentation)對非晶薄膜材料的彈性力學性能進行了系統研究，相關論文成為該領域的開創性經典文章；率先使用氧化鋅透明導電薄膜替代ITO用于有機發光器件電極；首次實現混合相納米晶金剛石/β-碳化硅復合薄膜的制備，為擴展金剛石薄膜的應用奠定了堅實基礎；利用氣相沉積及原位硼摻雜技術成功研制出國際第一臺金剛石電子硬度計。姜辛教授在《Science》、《Nature Communications》、《Phys. Rev. Lett.》、《Nano Lett.》、《Adv. Energy Mater.》等期刊上發表論文330余篇，他引超過7900余次，特邀報告100余次，撰寫特邀綜述性論文13篇，撰寫論著5本，獲得歐美專利12項，中國專利20余項。
團隊負責人，蓋志剛，男，博士，副研究員，1982年8月出生，青島市創新創業領軍人才，山東省高等學校優秀青年創新團隊負責人，帶領本團隊深耕海洋傳感材料與儀器研發，相繼突破硼摻雜金剛石薄膜材料設計制備關鍵技術、高靈敏金剛石薄膜電導池設計關鍵技術，研制新型金剛石薄膜電極海洋鹽度傳感器；突破大尺寸鈮基金剛石薄膜材料與電極制備技術、疊層電解池設計與優化等關鍵技術，研制金剛石薄膜高濃度高毒性工業廢水處理系統樣機；突破碲化鉍納米薄膜制備及能量采集技術，設計碲化鉍熱電轉換器件，承擔山東省科技重大創新工程項目、山東省重點研發計劃（國際科技合作）項目、山東省重點研發計劃（重大關鍵技術）項目、國家外專局外國專家項目、山東省自然科學基金等項目10余項；在 Applied Surface Science等國際知名學術期刊發表論文12篇；授權專利10余項。
研究方向
團隊針對我國現有海洋環境監測、環保技術、能源供應領域核心材料和器件研制過程中存在的技術問題和難點，開展金剛石功能薄膜材料制備及其在海洋傳感中的應用、基于金剛石薄膜電極的水質監測與處理技術、基于功能薄膜材料的海洋防護技術、碲化鉍等熱電材料的制備及熱電轉換技術等方面的應用基礎與關鍵技術研究，從新材料、新工藝角度尋求技術突破，研制金剛石基薄膜電極海洋鹽度傳感器、硼摻雜金剛石薄膜水處理系統、熱電能量轉換器件。
1）基于功能薄膜的系列化海洋鹽度傳感器
2）海洋水質處理技術
3）基于熱電材料的海洋發電和制冷裝置
4）海洋防腐防護涂層技術
研究成果
金剛石薄膜電極式海洋鹽度傳感器
基于功能薄膜性能優勢與精密微納制造技術優勢，針對復雜海洋環境中海洋浮標、臺站、船舶、水下移動單元、潛標與海床基等監測平臺及其鹽度測量需求，開展不同電導池結構、不同探頭傳感材料、不同結構封裝樣式、不同性能指標與應用場景的系列化鹽度傳感器研發，滿足不同應用場景的觀測監測需求。
傳感器探頭、電路與樣機
微納制備關鍵技術
海洋水質處理技術
基于硼摻雜金剛石薄膜的性能優勢，針對高濃度高毒性工業廢水處理技術難點，相繼突破大尺寸金剛石薄膜疊層電極設計與制備、高效電解池設計與加工、污水處理工藝優化與自動化控制等關鍵技術，研制金剛石薄膜高濃度高毒性工業廢水處理系統樣機，并進行多種難降解工業廢水的處理應用與分析。此外，基于電化學高級氧化技術，利用活性氧實現對飲水、醫療器械等的高效滅菌，具有體積小、能耗低、滅殺效率高、綠色環保、無人值守、壽命長等優勢、便于實現模塊化集成等優勢。
疊層金剛石薄膜電極電解池設計
大面積金剛石薄膜制備與表征
金剛石薄膜凈水模塊
基于熱電材料的海洋發電和制冷裝置
基于熱電功能材料及微納器件技術，研制具有無機械運動、無噪聲、無磨損、可靠性高、免維護、無污染、尺寸形狀可根據需要設計等突出優點的熱電能量轉換器。可制備成腕式、衣物式等可穿戴柔性電子器件，利用人體與環境的溫差進行熱電轉換，根據功率需求及人體舒適度可做成不同尺寸不同形狀發電器；利用海洋浮標、船舶、海洋工程裝備等設備余熱、空氣與海水、空氣與設備溫差發電，可作為搭載儀器裝備的供電裝置與高性能制冷裝置。
基于熱電材料的溫差發電和制冷工作原理
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