曹文武教授学术报告

    多年来一直从事交叉学科的研究工作，在物理、材料、生物工程、数学等多个领域取得了令人瞩目的成就；长期从事铁电、压电、铁弹材料、透声材料、吸声材料和超声换能器研究，科研领域包括基础理论、材料性能测试及超声换能器的计算机模拟优化设计，在弛豫铁电单晶畴结构理论、全矩阵物性定征方面开展了很多原创性工作，在有限元法设计医用超声换能器和高频医用超声纳米透声层等研究领域也取得了重要研究成果。通过对理论方法和材料制备技术的创新，研制出具有国际先进水平的高端超声换能器，为推动国家高端超声探测系统的发展奠定基础。1995年他与K. Kirk Shung、Thomas A. Shrout教授等共同创建了美国国立健康研究院医用超声换能器技术资源中心(NIH Mecdical Ultrasonic Transducer Technology Resource Center)。2009年开展运用声动力无创治疗动脉粥样硬化和癌症的研究，取得了非常令人鼓舞的重大进展。另外，还从事纳米上转换荧光粒子及其在生物标记方面的应用研究。

    迄今在各种国际杂志上发表SCI论文近400余篇，合著专业书籍5部，其中有Nature Mater. 1篇、Proc. Natl. Acad. Sci. 1篇、Phys. Rev. Lett. 1篇、Phys. Rev. B 17篇、Appl. Phys. Lett. 38篇。他引3000余次，7篇论文被引用超过100次，最高引用275次，H因子28。主持或参与主持大型国际学术会议10余次，并在各种不同国际会议上做过大会特邀报告110余次。主持或参与主持完成各种科研项目50余项。美国物理学会，美国显微学会，美国超声、铁电和频率控制学会会员。Materials Chemistry and Physics和Open Applied Physics Journal杂志编辑。同时还是Nature Materials，Physical Review Letters，Applied Physics Letters，Journal of Applied Physics， Journal of American Ceramic Society，Phase Transitions等20余种科技期刊的特约审稿人。

With the tightening of government regulations on lead-containing compounds, the development of lead-free piezoelectric materials becomes urgent since the dominant piezoelectric materials used today are PZT ceramics, which contain more than 60% Pb. In the past 10 years, great progress had been made in searching for lead-free piezoelectric materials. Two categories of lead free systems stand out as potential candidates to replace lead-compounds, one is BbTiO₃-based material and the other is KNN-based material, including ceramic, single crystal and textured ceramic forms. We have reported the best lead-free piezoelectric materials up to date: [001]c grain-oriented (Ba_0.94Ca_0.06)(Ti_0.95Zr_0.05)O₃ (BCTZ) ceramics, whose piezoelectric coefficient d₃₃ reached 755 pC/N, which already exceeded the piezoelectric properties of the best piezoelectric ceramic PZT-5H. Related mechanism and fabrication process will be discussed together with some examples of using these lead-free materials in practical devices.