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陳剛

麻省理工學院華裔教授

陳剛,男,1964年出生,出生於湖北南漳,畢業於加州大學伯克利分校,物理學家,國際傳熱學的領軍人物,美國國家工程院院士,麻省理工學院教授。

人物經歷


1964年,陳剛出生於湖北襄陽南漳縣城關鎮。
1978年,進入湖北省襄陽五中讀高中。
1980年陳剛考入華中工學院動力系。
1987年在華中工學院動力系獲得碩士學位,畢業后留校擔任講師。
1993年獲得加州大學伯克利分校機械系博士學位後進入杜克大學機械工程與材料科學系擔任助理教授。
2001年進入麻省理工學院機械工程系,擔任副教授。
2004年擔任教授。
2007年,擔任華南理工大學名譽教授。
2009年首次打破“黑體輻射定律”公式。
2010年因為當選美國國家工程院院士。
2012年當選美國物理學會會士
2013年擔任麻省理工學院機械工程系主任。
2014年,當選第30屆台灣中央研究院工程科學組院士。
2018年當選美國人文與科學院院士。

社會任職


時間擔任職務
2003年《Annual Review of Heat Transfer》主編
2003年-2005年ASME納米研究所納米現象委員會主席
2005年-2008年ASME納米研究所顧問委員會主席
2007年華南理工大學名譽教授
2009年美國能源部EFRC固態太陽能熱能轉換中心主任
2010年上海大學名譽教授
2011年湖北文理學院榮譽教授
2011年《Nano Energy》編委會委員
2011年ASME傳熱部門獎委員會委員
2012年美國物理學會會士(APS Fellow)
2012年7月清華大學客座教授
2013年9月台灣中央研究院學術諮詢委員
2013年《Technology》編委會委員
2015年《Engineering》副總編
ASME JOURNAL OF HEAT TRANSFER副主編
ANNUAL REVIEW OF HEAT TRANSFER主編
MATERIAL ENGINEERING A特邀主編
JOURNAL OF COMPUTATIONAL AND THEORETICAL NANOSCIENCE編委
古根海姆基金會會員(Fellow)
美國機械工程師學會(ASME)會士
美國科學促進會(AAAS)會士

研究領域


陳剛的研究涉及熱傳遞、納米技術和能源,主要包括微米和納米尺度能量轉換與能量傳輸機理的實驗、理論和數值計算;具有高和低導熱率的納米工程材料;熱輻射和電磁超材料;固體能量轉換系統、微機電系統、熱感應感測器;水處理和海水淡化。

主要成就


科研成就

陳剛是熱能傳遞、納米技術和能源領域的權威人物,他率先研究量子結構中的熱傳導,他的研究結果推動納米結構的熱電材料的研發。他的研究涉及微米和納米尺度能量轉換與能量傳輸基理的實驗/理論和數值計算、固體能量轉換系統、微機電系統、熱感應感測器等。他在大量知名刊物中發表有關納米結構中的熱傳導、熱電傳輸理論和性能評估,以及輻射熱方面的文章,包括權威的《科學》和《自然》雜誌。
他擁有4項專利和近20個正在進行的專利申請,是 GMZ能源公司創辦人之一。
陳剛教授因其在納米傳熱和熱電轉換領域、納米超材料上的卓越貢獻而被當選為美國國家工程院院士。美國國家工程院認為,陳剛教授因其首次打破被公認為物體間熱力傳導基本法則的“黑體輻射定律”公式,證實物體極度近距時的熱力傳導,可以高到定律所預測的千倍,被授予美國國家工程院院士稱號。該發現不但讓人們對基本物理有進一步了解,它的應用也涉及光熱光電、半導體、磁儲存等領域。
2009年,陳剛領導的團隊在《Nano Letters》發表論文《Surface Phonon Polaritons Mediated Energy Transfer between Nanoscale Gaps》,通過實驗證實物體極接近的熱輻射傳輸,可高到定律所預測的千倍,即打破了德國物理學家普朗克於1900年創立的黑體輻射定律的預測。

人才培養

他主導多項研究項目,包括美國國防部多學科大學研究倡議(MURI)中的熱電項目等。
他培養了很多優秀的博士生。從1993年至2009年,有近20名博士生學成畢業。他們現在大多數都在世界著名大學任教(如楊榮貴申盛等)。
2017年10月,陳剛受聘重慶第二外國語學校為顧問和優才計劃導師,對校方遴選出的優秀學生進行“一對一”全程學術及學業規劃方向上的指導,並參與設計各個環節的培養計劃。

個人作品


陳剛出版了1本專著,參與合著其他10本專著;他發表了160多篇期刊論文,他在240多個國際會議和國際研究組織中發表了主題演講和特邀演講,具有代表性的論文如下:
● ● 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.

獲得榮譽


獲獎時間獎項名稱
1992年加州大學伯克利分校Arthur ?Gould Tasheira獎學金
1994-1997年ASME《傳熱》雜誌傑出評審獎
1994年美國國家自然科學基金委(NSF)傑出青年基金獲得者
2002年古根海姆獎學金
2008年ASME傳熱紀念獎(科學類)
2008年高性能熱電材料研發100獎
2009年美國科學促進會(AAAS)會士
2010年美國國家工程院院士
2011年麻省理工學院工程學院Capers和馬里恩·麥克唐納獎
2012年美國物理學會會士(APS ?Fellow)
2013年第75屆ASME傳熱紀念獎
2014年台灣中央研究院院士
2014年華中科技大學優秀校友獎
2014年日本傳熱學會Nukiyama紀念獎
2015年世界技術獎(能源類)
2016年工程科學學會Eringen獎章

人物事件


2021年1月,美國司法部官網稱,陳剛在申請撥款時“因未能向美國能源部披露其在中國的工作和獲得的獎勵”而被捕,並被控欺詐、未提交外國銀行賬戶報告以及在納稅申報單中虛假陳述。美司法部聲稱,自2012年以來,陳剛擔任多個中國職務並獲取報酬。美司法部還煞有介事地指稱,自2013年以來,陳剛已接受約2900萬美元的外國資金,其中包括來自中國南方科技大學的1900萬美元。
然而事實上,麻省理工學院校長里夫去年1月就發表公開信澄清道,所謂“來自中國的1900萬美元”並非陳剛個人所得,而是因為麻省理工學院於2018年與中國南方科技大學建立合作關係,陳剛代表麻省理工學院出任雙方合建中心的教務主任,此系機構合作而非個人合作。麻省理工學院教職人員也發表聯名信,直指美政府逮捕陳剛是干擾正常學術研究活動。
2022年1月21日消息,麻省理工學院知名華裔教授陳剛被捕已超過一年,如今終於迎來曙光。美國聯邦檢察官於當地時間周四(20日)提出撤銷美政府對陳剛教授所謂“通中”指控的動議,獲得聯邦地區法院批准。美媒稱,這是美政府所謂“中國行動計劃”遭遇“最尷尬的挫敗”。

人物評價


陳剛是國際熱能傳遞、納米技術和能源研究領域的權威學者。(出自《陳剛,美國國家工程院院士,麻省理工學院正教授》一文)
陳剛因其對納米級運輸和能量轉換現象的貢獻而獲得國際認可。他在納米熱傳導物理方面的工作已經導致了熱電材料及其將太陽能和廢熱轉換成電能的應用。(麻省理工學院評)