王帅
博士，副教授，硕士生导师
ORCID: 0000-0001-5569-7157
电子邮件：wangshuai2021@buct.edu.cn
个人主页：https://faculty.buct.edu.cn/mech/ws2/main.htm
ResearchGate：https://www.researchgate.net/profile/Wang-Shuai-10
通讯地址：北京市朝阳区北三环东路15号，北京化工大学，机械楼205，100029
教育和工作经历:
2024.05至今，北京化工大学，机电工程学院，工程力学，副教授
2021.05~2024.05，北京化工大学，机电工程学院，工程力学，讲师
2018.07~2021.05，北京理工大学，先进结构技术研究院，固体力学，博士后
2013.09~2018.06，中国科学院力学研究所，非线性力学国家重点实验室，固体力学，博士
2009.09~2013.07，郑州大学，郑州大学力学与安全工程学院，工程力学，学士
研究领域:
微纳米力学、表/界面力学、功能化表面仿生设计
招生情况:
1. 每年招收2名具有力学、物理、材料、机械等专业背景的硕士研究生，欢迎报考！
2. 所在课题组每年招收硕士研究生6-8名，博士研究生1名，欢迎咨询与报考。
所属团队:
跨尺度力学，课题组长：梁立红教授。
团队主要从事先进微/纳米材料及结构的力学及相关物理、化学性能研究，对纳米材料相变热力学、薄膜弹性模量及界面能的尺度效应、纳米尺度热传导等问题进行了系统的研究。近年在微纳米结构陶瓷涂层的损伤断裂、隔热性能及界面稳定性方面做了系列研究。
详细信息可参考：https://mech.buct.edu.cn/2019/0724/c3256a47124/page.htm
研究方向:
1 碳管/石墨烯泡沫材料的力学性能研究：
本研究致力于探究由石墨烯、碳纳米管等典型纳米材料构成的宏观多孔材料的力学和物理性能，以推动新型纳米多孔材料的研发。构建了同时包含短程碳管-碳管化学键交联和长程碳纳米管交联的石墨烯泡沫材料数值模型，系统研究了长程碳管交联在拉伸和压缩载荷下的微观作用机制（Physical Chemistry Chemical Physics，2023）。开发了无化学键交联的碳管/石墨烯泡沫材料数值模型，深入探讨了石墨烯厚度、碳管长度和数量等关键参数对碳管/石墨烯泡沫材料拉伸性能的影响机制，揭示了拉伸强度和韧性与石墨烯厚度呈负相关的独特现象（Materials & Design，2024）。系统研究了石墨烯增强碳管泡沫材料的压缩性能，阐明了石墨烯的关键作用机制，研究发现石墨烯可有效抑制碳管的聚集和重排，使碳管固有的抗弯性能得以充分发挥，从而显著提升材料的整体压缩性能（Materials & Design，2023）。
2 功能化表面的仿生设计：
通过表面性能调控和微结构设计，实现了纳米颗粒与液滴在表面的浸润状态和输运行为的精确控制。系统研究了液滴在楔状浸润性梯度表面上的定向输运行为，阐明了其内在的输运机制，并提出了多种可实现液滴输运路径精确调控的功能化表面设计方案（The Journal of Physical Chemistry C，2019）。在此基础上，创新性地设计了具有树杈状结构的多级楔状浸润性梯度表面，成功实现了表面上随机分布液滴的定向汇聚功能，为表面液滴操控提供了新的解决方案（Computational Materials Science, 2020）。
3 纳米材料的表界面性能研究：
采用数值模拟方法研究纳米材料的表面及界面性能。精确计算了不同面心立方金属晶体构成的双材料纳米薄板的界面能密度，深入分析了界面晶格结构形貌演变规律及其对界面性能的影响机制（力学学报，2017）。进一步探究了面心立方金属纳米线中残余应力及残余应变的尺寸效应，首次揭示了残余应力和应变在纳米线边界及内部呈现显著梯度分布的特征（Results in Physics，2021）。研究了陶瓷/聚合物界面的剪切行为及其微观机制，系统表征了表面粗糙度、剪切速度及交联键密度等多种因素对界面性能的影响规律（ACS Applied Nano Materials，2025）。
科研项目:
主持国家自然科学基金青年项目1项，主持横向项目项目1项，参与3项国家自然科学基金项目。
1. 国家自然科学基金青年项目，12002034，碳管填充石墨烯泡沫复合材料拉-压性能的微结构设计与表征，2021/01-2023/12，24万元，已结题，主持
2. 横向课题，碳基复合材料实验制备及数值表征，19万元，主持
3. 国家自然科学基金青年项目，11602270，CNT网络/Polymer复合材料力学性能的多尺度数值模拟研究，2017-01至2019-12，26万元，已结题，参与，负责人：王超
4. 国家自然科学基金面上项目，11672302，壁虎类生物黏附系统自清洁机理的仿生研究，2017/01-2020/12，82万元，已结题，参与，负责人：彭志龙
5. 国家自然科学基金重点项目，11532013，多场耦合作用下材料表面效应及其影响机制的多尺度力学研究，2016/01-2020/12，330万元，已结题，参与，负责人：陈少华
科研成果:
在Materials & Design、ACS Applied Nano Materials、Physical Chemistry Chemical Physics、The Journal of Physical Chemistry C、Nanotechnology、Computational Materials Science等国内外期刊发表SCI论文十余篇。
1. Linhui Hu, Guangze Ma, Shuai Wang*, and Lihong Liang*, Molecular Dynamics Investigation of the Shearing Behavior of Short-Chain Additives at Nanoscale Rough Ceramic/Polymer Interfaces: Implications for Biomedical Applications, ACS Applied Nano Materials, 2025, 8(6), 2815-2825.
2. Shuai Wang, Lihong Liang* and Shaohua Chen*, Tensile strength and toughness of carbon nanotube-graphene foam composite materials and the corresponding microscopic influence mechanism, Materials & Design, 2024, 237, 112529.
3. Shuai Wang, Chao Wang, Lihong Liang* and Shaohua Chen*, The role of graphene in graphene-filled carbon nanotube foam under compression and the corresponding microscopic deformation mechanism, Materials & Design, 2023, 231, 112043.
4. Shuai Wang, Tian Yang, Chao Wang* and Lihong Liang*, The mechanical response and microscopic deformation mechanism of graphene foams tuned by long carbon nanotubes and short crosslinkers, Physical Chemistry Chemical Physics, 2023, 25(1), 192-202.
5. Wang Shuai, Chao Wang*, Muhammad Bilal Khan, Shaohua Chen*, Microscopic mechanism and main influencing factors of CNT-coated graphene foam under uniaxial compression, Nanotechnology, 2021, 32(34): 345704.
6. Wang Shuai, Yao Yin *, Zhang Bo*, Atomistic simulations of the graded residual elastic fields in metallic nanowires, Results in Physics, 2021, 25: 104272
7. Wang Shuai, Chao Wang*, Zhilong Peng, Shaohua Chen*, Spontaneous dewetting transition of nanodroplets on nanopillared surface, Nanotechnology, 2020, 31(22): 225502.
8. Wang Shuai, Peng Zhilong, Jianjun Li, Yazheng Yang, Chao Wang*, Shaohua Chen*, Influencing factors of droplet aggregation on hierarchical wedge-shaped functional surfaces, Computational Materials Science, 2020, 175.
9. Wang Shuai, Chao Wang*, Peng Zhilong, Shaohua Chen*, Moving behavior of nanodroplets on wedge-shaped functional surfaces, The Journal of Physical Chemistry C, 2019, 123(3): 1798-1805.
10.王帅, 姚寅, 杨亚政, 陈少华*, 双层金属纳米板界面能密度的尺寸效应, 力学学报, 2017, 49(5): 978-984.