牟笑静,教授,博士生导师,国家重点研发计划首席科学家,海外高层次人才引进计划国家特聘专家(青年),重庆市“仪器科学与技术”学科学术技术带头人,重庆市“百名海外高层次人才聚集计划”特聘专家,重庆市杰出青年科学基金获得者。目前担任重庆大学光电工程学院副院长,重庆大学微纳系统及新材料国家级国际联合研究中心主任,新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室副主任,工业CT无损检测教育部工程研究中心副主任。
针对航空航天和智能电网等领域无人装备感知系统存在的“探不到、测不准、续航短”等关键痛点问题,提出了基于数字化与像素化设计方法的等离子体增强光学检测新策略,实现痕量物质的超灵敏检测;调控换能材料表面电荷密度,提升能量转换效率,增强系统续航能力;调控多层异质薄膜材料压电特性,提升声学发射和探测灵敏度;构建“传感/供能-计算”一体化智能系统,融合俘能技术、高效电源管理与智能感知算法,实现能量获取、状态监测与自主决策的协同作用。承担国家重点研发计划“智能传感器”专项重点项目(首席科学家)、国家自然科学基金航天联合基金重点项目/面上项目以及JKWGFKJ创新特区、重庆市杰青等国家级重大科研任务20余项。在Nature Commun.(2篇)、Adv. Mater.(2篇)、Adv. Energy Mater. (2篇)、InfoMat(2篇)、Adv. Sci.(7篇)等国际顶级期刊和会议共发表SCI论文162篇(近五年以第一或通讯作者身份发表SCI论文86篇),获授权发明专利22项,已制定团体标准1项,另有2项团标正在制定中。 担任《Sensors International》杂志主编,《Research》杂志青年编委,《Micromachine》和《压电与声光》杂志编委,《Sensors》特刊客座编辑。获重庆市自然科学二等奖1项(排1)、中国仪器仪表学会科技进步二等奖2项(排1)、新加坡杰出工程成就奖、新加坡科技局航空项目成就奖。



创新成果一:提出了基于“数字化”与“像素化”设计方法的等离子体增强光学检测新策略,揭示了损耗失谐调控机制和等离子体-声子强耦合机理,解决了超材料器件对痕量物质“探不到”和“测不准”的问题。
(1)通过提出“数字化”设计与“像素化”可调阵列相结合的等离子体增强光学检测新策略,突破了传统器件带宽窄而导致的“探不到”难题;(2)通过构建振荡电子与振动晶格的耦合界面,提出了等离子体-声子强耦合模态下的高精度检测机理,解决了超材料器件光-物质相互作用中物质指纹重叠导致测不准的国际性难题;(3)提出了失谐模态下的损耗工程机理,揭示了过耦合模态器件的超宽带近场增强效应,解决了光-物质相互作用中的失谐模态下的低灵敏度技术瓶颈。国际首次实现多达13种分析物的指纹检索。成果发表在Nature Commun.、Adv. Mater.、InfoMat等行业顶刊上。
创新成果二: 提出了局域表面等离子体共振效应、光生载流子效应及多物理场近场效应提升换能材料表面电荷密度的新理论,建立了电荷陷阱调控俘能器件输出新模型,开辟了材料换能效率提升的新路径,为解决能源供给模块“续航短”的问题提供了新方法。
(1)国际首次提出利用局域表面等离子体共振效应激发电子-空穴对产生,通过能带势垒调控电子-空穴对的分离与输运,构筑了基于电子-空穴结构的电荷陷阱,提升摩擦换能材料表面电荷密度提升的创新策略。(2)提出了光生载流子效应调控俘能器件输出新模型,开发了光场-电场耦合技术新路径,有效拓宽了光波段的吸收范围,克服了传统换能材料在窄光谱区吸收受限的国际难题。(3)提出利用压电偶极子效应、界面极化效应及磁致链化效应构建电荷陷阱提升换能材料表面电荷密度的新方法,制备出高性能杂化换能材料,并成功应用于微纳俘能器件,显著提升换能效率与输出性能,为高效能源俘获提供了新路径。获重庆市自然科学二等奖(2023,排1)。
创新成果三:通过离子掺杂改性新方法研发了多层异质薄膜材料压电特性提升新技术,实现了薄膜型微声器件性能指标大幅提升。
(1)建立了声谐振结构与物理量参数特异性敏感声波激励映射关系模型,研发了43%Sc掺杂AlN/Si多层异质薄膜材料,显著改善压电薄膜材料压电系数(d33约为23.4 pC/N,压电特性提升4倍)及品质因数(达910),助力了5G手机用滤波器产品的迭代;(2)基于20%Sc掺杂AlN/Si多层异质薄膜材料,研发了关键指标国际领先的声发射传感器(40k-500kHz频率范围内灵敏度大于60dB),与国内外同类产品相比,带宽、灵敏度、尺寸和性价比都遥遥领先;(3)研制了小尺寸、功耗低、平坦度好和宽频带的MEMS水声探头(尺寸Φ9×15 mm,重量1.09 g,工作频段10 Hz-20 kHz,灵敏度-179 dB,等效噪声声压级的特性47 dB@100 Hz,功耗mW级),经第三方检测表明,该指标处于国际同类型产品最高水平。获中国仪器仪表科技进步二等奖(2021,排1)。
创新成果四:提出了一种面向智能无人装备的“传感/供能-计算”深度融合技术体系,通过超灵敏交互、智能自主决策及集成化电源管理的创新设计与优化集成,系统性解决了无人装备在复杂动态环境下交互不稳定、决策能力受限及能量管理低效等关键技术瓶颈,提高了自主适应能力与任务执行效率。
(1)构建了一种超灵敏人机交互系统,实现静默语音输入与非接触式精准控制,提升无人装备在复杂环境下的抗干扰性与操控稳定性,融合智能学习算法与摩斯电码通信,增强远程交互的隐蔽性与精准度(识别率96.3%),为无人装备在极端环境下的自主交互与高效操控提供新路径。(2)构建了一种融合多模态感知与机器学习的无人装备智能决策体系,结合高精度气体检测(识别率达100%)、振动感知(识别率98.9%)与深度学习分析(决策准确率>96.9%),实现环境感知、设备状态监测与自主决策优化的高度协同,在复杂动态环境中显著提升无人装备的自主适应性与任务执行效率。(3)提出一种面向无人装备的集成化电源管理架构,融合智能功率分配、动态调控及高效能量转换策略,实现多环境适应性的精准能量调度,降低能量损耗,提升系统整体能效比和自主运行能力,研究成果在国产无人潜航器(AUV)完成了应用验证,该项工作被权威媒体“中国航天报”跟踪报道;并在智能电网、蓝色能源及航空航天等领域均实现了应用验证,展现了广泛的应用潜力。成果发表在Nature Commun.、Adv. Sci.、InfoMat等行业顶刊上,获中国仪器仪表科技进步二等奖(2023,排1)。