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Materials and Mechanics Informatics Lab

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孙升研究组

孙 升

博士，研究员，博士生导师
上海大学材料基因组工程研究院

mgissh@t.shu.edu.cn

+86-21-66136179

上海市宝山区南陈路333号7号楼527A室

当前研究方向

  • 🖥 材料固液界面多场耦合性质的跨尺度计算模拟和理论建模研究：电池等储能设备、电化学腐蚀、电化学致动器等。（第一性原理计算/分子动力学模拟/连续介质力学和热力学建模）

  • ℹ️ 材料信息学和力学信息学：人工智能在材料/力学中的应用。

（欢迎具有力学、物理、化学和材料背景的学生加入本研究组）

教学课程

  • 👨‍🏫 材料力学信息和力学信息学 （40学时，硕士课程/博士课程，冬季学期）

  • 👨‍🏫 计算材料学原理2（有限元部分）（40学时，硕士课程，冬季学期）

  • 👨‍🏫 材料力学信息学 （40学时，硕士课程，冬季学期）

  • 👨‍🏫 高等材料力学（40学时，硕士课程，冬季学期）

  • 👨‍🏫 理论力学和材料力学基础（40学时，本科生课程，春季学期）

教育与职业经历

时间 职位 部门或专业 单位
03/2021 - 至今 研究员 材料基因组工程研究院 上海大学
03/2016 - 03/2021 副研究员 材料基因组工程研究院 上海大学
05/2015 - 03/2016 讲师 材料基因组工程研究院 上海大学
07/2012 - 04/2014 研究助理 机械与航空工程系 香港科技大学
09/2011 - 04/2015 讲师 力学与材料学院 河海大学
08/2008 - 08/2011 博士学位 生物工程项目 香港科技大学
09/2005 - 04/2008 硕士学位 力学(纳米力学) 南京航空航天大学
09/2001 - 06/2005 学士学位 飞行器设计与工程 南京航空航天大学

承担项目

  • 云南省贵金属材料基因工程，贵金属蒸镀与键合材料的高效制备及微结构多尺度原位表征关键技术研究，2023-01至2025-12,135万，研究骨干。

  • 国家科技部重点研发计划(课题三负责人, No. 2022YFB3707803)，基于智能计算的树脂基复合材料跨尺度迭代设计及智能研究平台建设，295万，2022.11–2025.10

  • 国家自然科学基金面上项目(负责人，No. 12072179)，电解液中纳米多孔电极电化学致动现象的跨尺度模拟，62万，2021.1.1–2024.12.31

  • 上海市前沿科学研究基地，力学信息学，2021-01至2025-12, 在研，研究骨干

  • 之江实验室科研攻关项目，智能计算材料平台建设与示范应用，2021-11至2023-12, 4550万，课题一负责人。（已结题）

  • 云南省贵金属材料基因工程（一期），贵金属材料专业数据库建设及应用示范，2020-01至2022-12,125万，研究骨干。（已结题）

  • 云南省重大科技专项，锡铟材料基因工程专用数据库平台建设及示范应用，2019-07至2022-12，研究骨干。（已结题）

  • 国家科技部重点研发计划(课题四研究骨干, No. 2017YFB0701604)，多场作用下非均质材料的力学—功能耦合与服役寿命预测，128.84万，2017.07–2021.06 （已结题）

  • 国家科技部重点研发计划(课题一研究骨干, No. 2017YFB0702101)，材料环境失效过程中表/界面行为的高通量计算模拟技术，97万，2017.07–2021.06 （已结题）

  • 国家自然科学基金面上项目(负责人，No. 11672168)，表面应力对纳尺度电极影响的跨尺度模拟和理论研究，60万，2017.1.1–2020.12.31 （已结题）

  • 国家自然科学基金青年基金项目(负责人，No. 11202067)，囊泡电穿孔和电融合的计算机模拟研究，26万， 2013.1.1–2015.12.31（已结题）

研究组成员

发表文章列表

2024

  • Peng, Fang; Song, Yuting; Xu, Tongle; Wang, Menghuan; Song, Na; Sun, Sheng; Ding, Peng; Smart polymer composites with vertically oriented boron nitride and carbon fiber for heat management: Magneto-thermal responsiveness, Composites Part B: Engineering, 283:111617, 2024.

  • Jingtong Zhang, Chengwen Bin, Yunhong Zhao, Huazhang Zhang, Sheng Sun, Peng Han, Chang Liu, Tao Xu, Gang Tang, Tong-Yi, Zhang; Jie Wang, Quantification of switchable thermal conductivity of ferroelectric materials through second-principles calculation, *Materials Today Physics, 41:101347, 2024.

  • Mingqing Liu, Tong-Yi Zhang⋆, Sheng Sun⋆, Do DFT-based calculations always result in integer-charge ions in electrolytes?, Computational Materials Science, 243:113095, 2024.

  • Sheng Sun⋆, Menghuan Wang, Hanqing Jiang, Ying Zhang, Hang Qiao, Tong-Yi Zhang⋆, Optimizing nanoporous metallic actuators through multiscale calculations and machine learning, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 187:105611, 2024.

  • Jiaxuan Ma, Bin Cao, Shuya Dong, Yuan Tian, Menghuan Wang, Jie Xiong⋆, Sheng Sun⋆, MLMD: A Programming-Free AI Platform to Predict and Design Materials, npj Computational Materials, 10:59, 2024

  • Jiaxuan Ma, Tong-Yi Zhang⋆, Sheng Sun⋆, Machine Learning-Assisted Shape Morphing Design for Soft Smart Beam, International Journal of Mechanical Sciences, 267:108957, 2024

  • Jiaxuan Ma, Sheng Sun⋆, In silico optimization of actuation performance in dielectric elastomer composites via integrated finite element modeling and deep learning, Theoretical and Applied Mechanics Letters, 14:100490, 2024.

2023

  • Menghuan Wang, Sheng Sun⋆, Tong-Yi Zhang⋆, Machine learning accelerated design of auxetic structures, Materials & Design, 234:112334, 2023. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.112334

  • 颜伟, 张世杰, 孙升⋆, 王子涵⋆. 锡基薄膜电极充放锂过程力学性能的原位测量. 实验力学, 出版中…

  • 张颖, 孙升⋆. 结合有限元和机器学习优化镍金属纳米多孔结构的有效杨氏模量. 力学季刊, 44:581-591, 2023; doi: 10.15959/j.cnki.0254-0053.2023.03.007.

  • Xiong Li, Tongle Xu, Wenjing Cao, Menghuan Wang, Fengqing Chen, Liyuan Jin, Na Song, Sheng Sun, Peng Ding⋆, Graphene/carbon fiber network constructed by co-carbonization strategy for functional integrated polyimide composites with enhanced electromagnetic shielding and thermal conductive properties, Chemical Engineering Jounral 464:142595, 2023; https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142595

2022

  • 乔行, 朱勇, 孙升⋆, 张统一⋆. 电解液中Cu(111)晶面电溶解/沉积势垒施加电荷相关性的跨尺度计算. 电化学, doi: 10.13208/j.electrochem.2205171.

  • Dongmei Lin, Xiuling Shi, Kaikai Li⋆, Man Wang, Sheng Sun, Junwei Wu, Limin Zhou, Guohua Chen⋆, and Tong-Yi Zhang⋆, Ether-Induced Phase Transition toward Stabilized Layered Structure of MoS2 with Extraordinary Sodium Storage Performance, ACS Materials Lett., 4, 1341-1349 (2022). https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.2c00262

  • Xiang Ji, Sheng Sun⋆, Tong-Yi Zhang⋆, Surface segregation and relaxation in free-standing Ni1–xCux alloy nanofilms, Journal of Applied Physics 132, 035303 (2022); https://doi.org/10.1063/5.0094921

  • Yong Zhu, Hang Qiao, Xiaoye Zhou, Ruifeng Zhang, Haitao Wang, Sheng Sun⋆, Tong-Yi Zhang⋆, Charge-dependent deposition/dissolution of Cu on different faces in a non-corrosive electrolyte: An insight from multiscale calculations, Surface Science, 725, 122160 (2022), doi:https://doi.org/10.1016/j.susc.2022.122160

  • Wang, J.-H., Jia, J.-N., Sun, S., Zhang, T.-Y., Statistical learning of small data with domain knowledge — sample size- and pre-notch length- dependent strength of concrete. Engineering Fracture Mechanics. 259:108160, 2022. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2021.108160

2021

  • Xu, Z., Shi, X., Zhuang, X., Wang, Z., Sun, S., Li, K., Zhang, T.-Y., Chemical Strain of Graphite-Based Anode during Lithiation and Delithiation at Various Temperatures. Research. 2021:9842391, 2021. https://doi.org/10.34133/2021/9842391

  • B. Wei, D. Legut, S. Sun, H.T. Wang, Z.Z. Shi, H.J. Zhang, R.F. Zhang, Synergistic effect of solute and strain on the electrochemical degradation in representative Zn-based and Mg-based alloys, Corrosion Science. 188:109539, 2021. DOI:10.1016/j.corsci.2021.109539

  • Yin-Chen Jiang, Sheng Sun⋆, Tong-Yi Zhang⋆, Thickness- and temperature-dependent Grüneisen parameter in thin films, Nanoscale, 13:9853-9863, 2021, DOI: 10.1039/D1NR01164B.

  • Sheng Sun⋆, Bochao Zhang, Kaikai Li, Tong-Yi Zhang⋆, Effects of the maximum Li stoichiometry in electrode on peak current densities of cyclic voltammogram, Solid State Ionics, 368:115631, 2021.

  • 蔡雪凡，孙升⋆, 多孔电极电池的循环伏安法模拟, 电化学， 6:646-657, 2021.

  • 魏清华, 熊杰, 孙升⋆, 张统一⋆, 多目标机器学习钢的四种力学性能, 中国科学：技术科学, 51:722-736, 2021

  • B. Wei, D. Legut, S. Sun, H.T. Wang, Z.Z. Shi, H.J. Zhang, R.F. Zhang, An improved electrochemical model for strain dependent electrochemical polarization and corrosion kinetics, Materials & Design. 202:109555, 2021. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109555.

  • Tong-Yi Zhang⋆, Ying-Xin Gao, Sheng Sun⋆, Grain boundary segregation and relaxation in nano-grained polycrystalline alloys, SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, 64:224611, 2021.

  • Sheng Sun⋆, Bochao Zhang, Jiahao Wang, Kaikai Li, Yao Gao, Tong-Yi Zhang⋆, Analytic Formulas of Peak Current in Cyclic Voltammogram: Machine Learning as an Alternative Way?, Journal of Chemometrics, 35(3):e3314, 2021. DOI: 10.1002/cem.3314.

2020

  • Yuye Zhao, Sheng Sun, Xuefan Cai, Yuchi Fan, Wan Jiang, Beiying Zhou, Shijia Gu, Nian Shi, Wei Luo, Lianjun Wang, Enhancement in sintering driving force derived from in situ ordered structural collapse of mesoporous powders, Journal of the American Ceramic Society, 103:5654-5663, 2020. https://doi.org/10.1111/jace.17343

  • Haitao Wang, Xiaoran Yin, Sheng Sun, En-Hou Han, Comparative study on the adsorption behaviors of O and Cl on Fe(110) surfaces with different Cr content, Materials Today Communications, 24:101122, 2020.

  • Yuexing Han, Leilei Song, Bing Wang⋆, Sheng Sun⋆, Quan Qian, Qian Wang, AtomicNet: a novel approach to identify the crystal structure of each simulated atom, Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 28:035005, 2020

  • 蒋红星, 孙俣哲，孙升⋆, 张统一, 单晶锌电极在应变电压耦合下的溶解机制——跨尺度计算与机器学习, 上海金属, 42:104-110, 2020

2019

  • 王家豪, 孙升, 何燕霖, 张统一, 基于机器学习的工模具钢硬度预测, 中国科学：技术科学 49(10):1148-1158, 2019

  • Hongxing Jiang, Sheng Sun⋆, Tong-Yi Zhang⋆, Potential and distance dependent charge transfer: Hybrid first-principles/continuum calculations, Computational Materials Science, 169:109121, 2019.

  • Sheng Sun, Runhai Ouyang, Bochao Zhang, Tong-Yi Zhang, Data-driven discovery of formulas by symbolic regression, MRS Bulletin, 44(7):559-564, 2019.

  • Hong Cai, Jia-Wei Mai, Ying-Xin Gao, Huang He, Sheng Sun⋆, Tong-Yi Zhang⋆, Surface segregation of hydrogen in free-standing Pd-H alloy nanofilms, SCIENCE CHINA Technological Sciences, 62(10):1735-1746, 2019. DOI: 10.1007/s11431-019-9529-4.

  • Xun Zhang, Sheng Sun, Tao Xu, Tong-Yi Zhang, Temperature dependent Grüneisen parameter,SCIENCE CHINA Technological Sciences, 62(9):1565-1576, 2019. DOI: 10.1007/s11431-019-9526-3.

  • Yao Gao, Sheng Sun, San-Qiang Shi, Francesco Ciucci, Tong-Yi Zhang, On-chip suspended gold nanowire electrode with a rough surface: Fabrication and electrochemical properties, Electrochimica Acta, 304:20-29, 2019. DOI: 10.1016/j.electacta.2019.02.106.

  • Kaikai Li, Jun Zhang, Dongmei Lin, Da-Wei Wang, Baohua Li, Wei Lv, Sheng Sun, Yan-Bing He, Feiyu Kang, Quan-Hong Yang, Limin Zhou, and Tong-Yi Zhang, Evolution of the electrochemical interface in sodium ion batteries with ether electrolytes. Nature Communications, 10:725, 2019.

  • Zhongmin Ren, Xianhui Zhang, Meng Liu, Jingjing Zhou, Sheng Sun , Haiyong He, Deyu Wang, Constant dripping wears away a stone: Fatigue damage causing particles’ cracking. Journal of Power Sources, 416:104-110, 2019.

2018

  • 王鹏, 孙升, 张庆, 张统一, 力学信息学简介, 自然杂志40(5):313-322, 2018

  • Hongliang Sun, Liuyan Chen, Sheng Sun⋆ and Tong-Yi Zhang⋆, Size- and temperature-dependent Young’s modulus and size-dependent thermal expansion coefficient of nanowires. Science China Technological Sciences, 61:687-698, 2018.

  • Sheng Sun, Liuyan Chen, Hongliang Sun, Tong-Yi Zhang, Adsorption and charge transfer of Lithium at electrified graphene/electrolyte interface. Electrochim. Acta. 259:1089-1094, 2018

2017

  • Xu-Sheng Yang, Sheng Sun, Hai-Hui Ruan, San-Qiang Shi, Tong-Yi Zhang, Shear and shuffling accomplishing polymorphic fcc γ → hcp ε → bct α martensitic phase transformation. Acta Materialia 136:347-354, 2017.

  • Kaikai Li, Xiaoye Zhou, Anmin Nie, Sheng Sun, Yan-Bing He, Wei Ren, Baohua Li, Feiyu Kang, Jang-Kyo Kim, Tong-Yi Zhang, Discovering A First-order Phase Transition in Li-CeO2 System. Nano Letters. 17:1282-1288, 2017.

  • Zhao, Shipeng, Yang, Yali, Lu, Jian, Wu, Wei, Sun, Sheng, Li, Xi, Zhao, Xinluo, Cao, Shixun, Zhang, Jincang, Ren, Wei, Carbon-rich superhard ruthenium carbides from first-principles. MATERIALS & DESIGN. 117: 353-362, 2017.

Before 2016

  • Sheng Sun, Tong-Yi Zhang, Charge- and thickness-dependent inplane deformation of multilayer graphene thin films. Physical Chemistry Chemical Physics. 18:3694-3699, 2016.

  • Xu-Sheng Yang, Sheng Sun, Tong-Yi Zhang, The mechanism of bcc α′ nucleation in single hcp ε laths in the fcc γ→hcp ε→bcc α′ martensitic phase transformation. Acta Materialia. 95:264-273, 2015

  • Sheng Sun, Yue Qi, Tong-Yi Zhang, Dissecting graphene capacitance in electrochemical cell. Electrochim. Acta. 163:296–302, 2015. DOI: 10.1016/j.electacta.2015.02.049.

  • Guoyong Wang, Jianshe Lian, Qing Jiang, Sheng Sun, and Tong-Yi Zhang, High resolution transmission electron microscopic in-situ observations of plastic deformation of compressed nanocrystalline gold. J. Appl. Phys., 116:103518, 2014.

  • Sheng Sun, Heng Zuo, Tong-Yi Zhang, Joint first-principles/continuum calculations of electromechanical properties of MoS₂ monolayer. Appl. Phys. Lett. 105: 061910, 2014.

  • Xu-Sheng Yang, Sheng Sun, Xiaolei Wu, Evan Ma, Tong-Yi Zhang, Dissecting the Mechanism of Martensitic Transformation via Atomic-Scale Observations. Scientific Reports. 4:6141, 2014.

  • Sheng Sun, Joseph T. Y. Wong and Tong-Yi Zhang, Molecular dynamics simulations of phase transition of lamellar lipid membrane in water under an electric field. Soft Matter 7:147-152, 2011.

  • Sheng Sun, Guangyao Yin, Yi-Kuen Lee, Joseph T. Y. Wong and Tong-Yi Zhang, Effects of deformability and thermal motion of lipid membrane on electroporation: By molecular dynamics simulations. Biochem. Biophys. Res. Commun. 404:684-688, 2011.

  • Sheng Sun, Joseph T. Y. Wong and Tong-Yi Zhang, Effects of external electric fields on self-assembly of phospholipids/water mixtures — Coarse-grained molecular dynamics simulations. Soft Matter 7:9307-9310, 2011.

  • Sheng Sun, Joseph T. Y. Wong and Tong-Yi Zhang, Atomistic simulations of electroporation in water pre-embedded membranes. J. Phys. Chem. B 115:13355-1359, 2011.

  • Tong-Yi Zhang, Hang Ren, Zhi-Jia Wang and Sheng Sun, Surface eigen-displacement and surface Poisson’s ratios of solids. Acta Materialia 59:4437-4447, 2011.

专利和软件著作权

  • 授权发明专利：一种自支撑三维石墨烯骨架、复合材料及其制备方法和应用, CN115893385B，2023/07，之江实验室（赵云红，王杰，孙升，张金仓）

  • 授权发明专利：基于本构方程自动化构建和参数提取的跨尺度方法和装置, CN115312133B，2023/01，之江实验室，上海大学（孙升，张颖，张统一）

  • 授权发明专利：嵌入位点电极的循环伏安曲线模型及数值模拟方法，ZL202010805021.6，2022/10，上海大学（孙升，张博超，蔡雪凡，张统一）

  • 授权发明专利：一种电极材料应变测量方法及装置，已授权，ZL202110551286.2，2022/08，上海大学（ 徐泽宇，张统一，孙升，庄晓强，王子涵）

  • 授权发明专利：模拟马氏体相变的网格自适应有限元方法，ZL202010787205.4，2022/10，上海大学（ 麦嘉伟，张统一，徐涛，孙升，朱玉泉）

  • 软件著作权，登记号：2019SR1017873；循环伏安法数值模拟软件; 著作权人：孙升，张博超，张统一；发证日期：2019.10.18

  • 软件著作权，登记号：2021SR0707613；Termin公式模型构建软件; 著作权人：上海大学（孙升，朱勇，乔行，张统一）；发证日期：2021.05.18

  • 软件著作权，登记号：2022SR0115852；方程和数据双驱动多场耦合正逆向问题统一求解软件; 著作权人：上海大学（吴越，孙升，潘登，张统一）；发证日期：2022.01.18

  • 软件著作权，登记号：2022SR1481726；贝叶斯全局优化材料设计软件(Bgolearn); 著作权人：上海大学，之江实验室（张统一，曹斌，王元浩，田原，孙升）；发证日期：2022.11.08

  • 软件著作权，登记号：2022SR1423038；高斯过程回归树分类器异常数据识别软件（TCGPR）; 著作权人：上海大学，之江实验室（张统一，曹斌，孙升）；发证日期：2022.10.27

  • 软件著作权，登记号：2023SR0113866；Termin图形用户界面软件； 著作权人：上海大学，之江实验室（吕斌峰，孙升，张金仓）；发证日期：2023.01.18

  • 软件著作权，登记号：2023SR0774947；；机器学习数据特征筛选界面化软件；著作权人：上海大学（马家轩，叶子怡，吴越，孙升）；发证日期：2023.07.02

  • 软件著作权，登记号：2023SR0939375；机器学习分类算法界面化软件；著作权人：上海大学（马家轩，叶子怡，吴越，孙升）；发证日期：2023.02.08

  • 软件著作权，登记号：2023SR0939530；机器学习回归算法界面化软件；著作权人：上海大学（马家轩，叶子怡，吴越，孙升）；发证日期：2023.08.15

  • 软件著作权，登记号：2023SR0983987；多目标材料优化设计软件；著作权人：之江实验室（田原，马家轩，曹斌，苏天昊，吴越，孙升）；发证日期：2023.08.29

  • 软件著作权，登记号：2023SR0549316；贝叶斯全局优化材料定向设计软件V2.0；著作权人：之江实验室（曹斌，马家轩，叶子怡，孙升）；发证日期：2023.05.18

  • 软件著作权，登记号：2023SR0723273；核均值匹配迁移回归软件; 著作权人：之江实验室（曹斌，吕斌峰，苏天昊，马家轩，吴越，孙升）；发证日期：2023.06.27

  • 软件著作权，登记号：2023SR0525555；基于boosting的迁移学习软件；著作权人：之江实验室（曹斌，张统一，熊杰，张茜，孙升）；发证日期：2023.05.09

  • 软件著作权，登记号：2023SR1178068；第一原理计算电子结构前线轨道投影提取软件；著作权人：之江实验室（苏天昊，吴越，马家轩，曹斌，秦冠华，孙升）；发证日期：2023.09.28

  • 软件著作权，登记号：2023SR1185157；软体机器人形状设计软件；著作权人：之江实验室（马家轩，孙升）；发证日期：2023.10.07

  • 软件著作权，登记号：2023SR1312860；基于Streamlit开发的材料机器学习平台软件；著作权人：上海大学（马家轩，刘明庆，叶子怡，孙升）；发证日期：2023.10.26

  • 软件著作权，登记号：2024SR0089945；生成对抗网络多元合金材料设计软件 [简称:CCGAN软件]；著作权人：上海大学（张统一，魏清华，孙升）；发证日期：2024.1.12

  • 软件著作权，登记号：2024SR0148828；树脂基碳纤维复合材料计算软件；著作权人：上海大学（王梦欢,李雄,陈祎远,丁鹏,孙升）；发证日期：2024.1.23

  • 软件著作权，登记号：2024SR0135387；石墨烯和碳纤维复合材料计算软件；著作权人：上海大学（王梦欢,李雄,陈祎远,丁鹏,孙升）；发证日期：2024.1.19

  • 软件著作权，登记号：2024SR0133223；电化学致动器模拟计算和优化软件；著作权人：上海大学（王梦欢,叶子怡,马家轩,孙升）；发证日期：2024.1.19

  • 软件著作权，登记号：2024SR0137902；聚多巴胺修饰的树脂基碳纤维复合材料计算软件；著作权人：上海大学（王梦欢,李雄,陈祎远,丁鹏,孙升）；发证日期：2024.1.19

  • 软件著作权，登记号：2024SR0133656；负泊松比结构优化软件；著作权人：上海大学（王梦欢,叶子怡,马家轩,孙升）；发证日期：2024.1.19

著作

  • 之江实验室·智能计算丛书系列: 计算材料, 作者: 张金仓，孙升， 出版社: 浙江大学， 出版时间：2022。

研究组活动