王中林(中国科学院外籍院士、材料科学家)

王中林（1961年11月-），男，出生于陕西省蒲城县，博士毕业于美国亚利桑那州立大学，国际顶尖纳米科学家、能源技术专家，中国科学院外籍院士、欧洲科学院院士、加拿大工程院外籍院士、美国国家发明家科学院外籍院士、韩国科学技术院院士，历任中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长，中国科学院大学纳米科学与技术学院院长等职位。被誉为“纳米发电机之父”。

王中林主要从事于材料科学和纳米科学研究，开创了压电电子学和压电光电子学研究的领域。1978年，王中林考入西北电讯工程学院。1982年，王中林通过中美联合培养物理类研究生计划，赴美国亚利桑那州立大学就读。1992年，王中林在石溪分校用了两年多的时间完成了《电子衍射中的弹性和非弹性散射》。1995年，王中林被佐治亚理工学院聘为副教授和电子显微镜实验室主任。1998年，王中林发现了纳米碳管量子导电效应；1999年，王中林及其团队制成了纳米称；2001年，发现并合成了半导体氧化物纳米带结构；2002年当选为欧洲科学院院士；同年，王中林成为华南理工大学材料科学与工程学院兼职教授；2004年，王中林担任国家纳米科学中心第一届海外主任；同年，王中林晋升为佐治亚理工学院的终身校董事教授。2005年当选为美国物理学会会士；2006年后，王中林首次发明了压电纳米发电机，2007年，发明了直流纳米发电机，2012年，发明了摩擦纳米发电机；此外，王中林是压电电子学和压电光电子学两大学科的奠基人，首次制造出压电场效应三级管、压电二极管等，并发现了六个新物理效应：压电电子学效应、压电光电子学效应、压电光子学效应、摩擦伏特效应、热释光电子效应和交流光伏效应。其研究成果先后获得了全球纳米能源奖、埃尼“前沿能源奖”与阿尔伯特·爱因斯坦世界科学奖等奖项。

2022年，王中林成功对麦克斯韦方程组进行了拓展；同年，王中林及其团队提出了“接触电致催化”这种新的催化机制。

2023年7月6日下午5点，王中林因发明人类新能源技术“摩擦纳米发电机”荣获了2023年度全球能源奖国际能源领域大奖。

人物经历

早年与教育经历

1961年11月，王中林出生于陕西省蒲城县的农民家庭，家中兄弟四人，父亲在县城当工人，母亲务农，中学就读于蒲城县尧山中学，1975年，王中林考入高阳中学，1977年，有一天乡办中学的老师拿来一份化学试卷，王中林考了85分，全年级第一名。那天他才知道中国有了高考的消息。但由于家境贫寒而且老师们认为学会丈量土地识别化肥很实用，高中两年没有一本数学书，王中林就想办法找书找题做。1978年，王中林考出了全区第一的成绩，而令王中林没有想到的是，一心想学雷达工程，却被分到了西北电讯工程学院物理师资班，1981年，王中林参加了中美联合培养物理类研究生计划的考试，由于英语成绩不及格，第一次考试未通过，1982年，在补习了一年英语后，王中林通过了考试，成为西北五省唯一一名被CUSPEA录取的学生。1982年，王中林前往美国亚利桑那州立大学师从J.W. Cowley教授攻读物理学博士学位，在此期间，王中林分别进行了三方面的研究：一是用显微学和谱仪学结合的方法来分析纳米颗粒的结构和表面反应；二是提出了反射电子能量损失谱表面分析的理论和方法，第三是研究电子和表面的相互作用。1987年，王中林获得博士学位。

工作与科研经历

博士毕业后，王中林在纽约州立大学石溪分校担任客座讲师，1988年，王中林前往英国剑桥大学卡文迪许实验室担任研究员、1989年，又前往美国橡树岭国家实验室担任副教授，1993年，在美国国家标准和技术定量局担任研究员，1995年，王中林的研究方向由显微分析转向纳米科学，并被佐治亚理工学院聘为副教授及电子显微镜实验室主任。同年，所著的《电子衍射中的弹性和非弹性散射》经Plenum Press出版后，被美国《科学》杂志称为：“具有卓越成就的经典之作。”1996年，剑桥大学出版社出版了他的专著《Reflection Electron Microscopy and Spectroscopy for Surface Analysis》，该书被英国《分析》杂志和美国材料学会会刊评价为"反射电子显微学惟一的和必读的教材“，1998年，发现了纳米碳管量子导电效应，相关成果发表于《科学》，并被12家专业学会会刊和报社作为重大科技发现转载，同年，与康振川合著的《Functional and Smart Materials》被Science和Physics Today评论为“有关智能材料惟一的和最前沿的书籍"，1999年，王中林及其团队制出了可称单个病毒质量的纳米称，相关成果发表于《Science》，被称为是对生物学和医学研究的重要贡献，同年，被聘为佐治亚理工学院正教授。2000年，王中林及其团队使用高温固体气相法在世界上首次成功地利用金属氧化物合成了10~15纳米厚、30~300纳米宽的带状结构，俗称“纳米带”，这在材料科学领域又是一次重要的突破，同年，王中林牵头创建了佐治亚理工学院纳米科学与技术中心并担任该中心主任，2003年，王中林有关纳米带的研究进展被国际科学引文机构列入世界纳米科技进展总评中两个重点报道之一。2004年，王中林被聘为佐治亚理工学院终身校董事教授。

2005年，推动成立北京大学工学院先进材料与纳米技术系，担任首任系主任，2006年，王中林基于压电效应所产生的电场来驱动外电路电子的瞬时流动原理，发明了压电纳米发电机，该成果被中国两院院士评为该年度世界科学十大发现之一。2007年，王中林基于纳米级压电和半导体性能的巧妙耦合，提出了利用压电效应所产生的电场来调制和控制载流子运动的原理来制造新型的器件的纳米压电电子学概念，首次制造出压电场效应三级管、压电二极管，同年，成功研发出由超声波驱动的可独立工作的直流纳米发电机，2008年，研发出可以利用衣料来实现发电的“发电衣”的原型发电机。2009年12月4日，王中林当选为中国科学院外籍院士，2010年，晋升为Hightower讲席教授，2012年，王中林利用摩擦起电和静电感应效应的耦合以及薄层式电极的设计，实现电流的有效输出，制成了摩擦纳米发电机，同年，王中林创办了纳米能源研究领域的国际期刊《Nano Energy》，并担任现任主编。同年，王中林担任中国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家。

2017年，王中林被任命为中国科学院大学纳米科学与技术学院首任院长与西安电子科技大学先进材料与纳米科技学院名誉院长，次年，被授予埃尼“前沿能源奖”。2019年，以“在纳米发电机和自供能系统研究方面作出了影响深远的开创性贡献”被世界科学奖评选委员会授予阿尔伯特·爱因斯坦世界科学奖，2022年，王中林在数年研究与实验验证后，成功对麦克斯韦方程组进行了拓展，相关成果发表于《Materials Today》杂志，同时，王中林及其团队提出了新的催化机制“接触电致催化”，即利用材料间接触起电(摩擦起电)引起的电子转移，作为催化反应的核心，促进化学反应的进行。2023年7月6日，2023年度全球能源奖在俄罗斯揭晓，王中林因发明了摩擦纳米发电机，荣获了全球能源奖国际能源领域大奖。

主要成就

科研成果

王中林发展了基于纳米能源的高能源与新时代能源体系；王中林发现并开发了用于自供电系统和大规模蓝色能源的纳米发电机，并先后制造出压电纳米发电机、直流纳米发电机、原型发电机与摩擦纳米发电机等类型，纳米发电机已被中国两院院士评为2006年度世界科学十大科技进展之一，《新科学人》期刊将纳米发电机评为在未来十到三十年以后可以和手机的发明具有同等重要性和影响的十大重要技术之一，该技术是一种前所未有的从环境和生物系统中收集能量的技术，可应用于个人电子产品等方向，为在无污染来源中获取大规模能源提供了一种革命性的方法。王中林发现的基于压电电子学与压电光电子学效应的第三代半导体的研究领域，建立了压电电子学、压电光电子学、摩擦电子学等三个学科，先后发现了压电电子学效应、压电光电子学效应、压电光子学效应、摩擦伏特效应、热释光电子效应和交流太阳能光伏效应等六个物理效应，并先后研制了半导体氧化物纳米带结构、压电场效应三级管，压电二极管等成果。

开创纳米发电机和自供电传感器领域：王中林扩展并重新表述了麦克斯韦方程组作为纳米发电机的第一原理理论；统一了摩擦起电的物理模型，提出了纳米发电机的接触带电机理；发明了压电纳米发电机，即通过压电氧化锌纳米线阵列有效地将机械能转换为电能的创新方法，这项研究开辟了纳米能源领域；发明了用于物联网的摩擦电纳米发电机，利用摩擦电效应和静电感应相结合的有机薄膜材料发电的原理制造，摩擦电纳米发电机是一种简单，低成本和有效的利用人体运动发电的方法，它是通过将两个由具有明显不同摩擦电特性的材料制成的聚合物片堆叠而成，金属膜沉积在组装结构的顶部和底部，同时，发明了摩擦电纳米发电机的四种工作模式，使从海洋中的潮汐和波浪中收集能量在技术上变得可行，这项研究开启了探索蓝色能源以满足大规模电力需求的新篇章；确定了液体-固体接触中界面电子转移的过程，王中林提出了形成双电层结构的两步走机理模型。

第三代半导体领域：王中林于2007年提出了压电效应，即离子在具有非中心对称性的晶体中的极化，通过施加应力在材料中产生压电势；2009年，王中林提出了通过应变诱导压电位调谐和控制光电过程的压电光电子效应，此外，王中林发现了氧化物纳米带并提出了新型氧化物纳米结构的生长过程。

主要论文

中国科学院北京纳米能源与系统研究所记录王中林在国际一流刊物发表期刊论文2100余篇，其中，13篇发表于Science，7篇发表于Nature，65篇发表在相应子刊。截至2022年11月1日，谷歌学术论文引用35万次以上，h因子（h-index）287。以下根据年均被引频次简列其10篇学术论文：

参考资料：

书籍作品

社会任职

参考资料：

此外，王中林还担任了中国科学院海外专家顾问团成员和国家自然基金委海外评委、国家自然科学进步奖评委、教育部“长江”特聘教授评委，以及科学院半导体所名誉教授, 华中师范大学名誉教授，中国科学院国际量子中心海外中心成员，桂林理工大学荣誉教授，以及十多种期刊和杂志的编委和编辑等职务。王中林任中国科技大学客座教授、中国科学院物理所客座教授、华南师范大学客座教授。

荣誉奖项

个人荣誉

参考资料：

人才培养

在教书育人方面，王中林认为要把学生作为知识和思想的传承者，将学生当自己的孩子看，在讲的同时要教，教书的第一职责是育人，告诉学生做学问先做人。1992年后，王中林为推进中美科技、教育的交流和发展并切实展开全方位的合作做了大量的工作，往返中美120多次，培养了80多位分布在中国或美国的华人优秀人才，2004年，开始推动佐治亚理工学院和北京大学的联合办学，并担任了北京大学工学院先进材料和纳米技术系的首位系主任，2010年，王中林帮助中国科学院建立北京纳米能源与系统研究所，其课题组先后培养了郑明理、翟文超、冯亚伟等博士，以及邓超然、肖天笑等硕士。

其中，陈宝东，曾在中国科学院北京纳米能源与系统研究所-王中林院士研究组从事博士后研究工作，已在已在Science Robotics等期刊发表SCI学术论文40余篇；朱来攀，主要从事于半导体极化材料与功能器件、第三代半导体中的压电-电/光/磁多场耦合效应与纳米发电机与自驱动传感等方向，曾获2015年中国科学院半导体研究所所长奖。