.png)
范金土 教授
香港理工大学兴国研究院院长
香港理工大学时装及纺织学院纤维科学与服裝工程讲座教授
国际纺织学会最高荣誉院士
国际纺织学会华纳纪念奖获得者
美国纤维学会杰出成就奖获得者
国际先进材料学会终生会士
英国皇家艺术学会院士
李氏纺织科技励学教授
理大未来服装纺织科技硏究中心主任
范金土教授曾任美国康奈尔大学纤维科学与服装设计系主任、Vincent V.C. Woo纤维科学和服装设计讲座教授,康奈尔服装和纤维创新研究所所长。
范教授长期从事纤维科学和服装工程的研究, 涉及纤维多空介质热质传递理论、功能纤维材料、人体美学,人因工学、服装舒适性、个性化热管理、服裝功能设计、心理学以及智能可穿戴枝术等相关领域,获得卓越成果:在包括《科学》子刊 (Science Advances)、《英国皇家学院院报》、《美国科学院院报》、《先进材料》、《先进功能材料》、《朗缪尔》、《国际传热传质期刊》等国际著名期刊上发表SCI/EI论文350多篇;获美国、中国政府授权发明专利24 项;编撰专著4部。
范金土教授代表性的工作主要在以下五個方面:
在纤维多空介质热质传递机理方面, 通过原创的实验仪器和理论建模,显著提升了对纤维多空介质内多模式热质传递机理的认识。首次建立纤维多空介质内包含热传导、热辐射、热质对流、相变、水汽扩散与流动、液态水流动、纤维水分吸收与释放的多模式热质传递动态模型,并与合作者(Luo, Li, Sun, Xu, et al) 给出数值模拟计算及材料优化方法。指导学生(Xiao, Shou, Kou, et al) 阐明纤维材料多孔结构对气、液渗流的影响,提出了模拟多空介质中渗流常用的Kozeny-Carman常数和有效渗透率的精确计算方法、以及加快液态水传输的优化结构。此研究领域已发表论文近80余篇,包括多篇高引用论文。这些研究对于纤维材料的工程化具有重要意义,可应用于指导设计高性能的建筑和航天隔热材料、过滤系统、纤维复合材料、燃料电池的气体扩散层、组织支架、土工布和功能服装等。
在功能纤维材料方面,作出了原创性的工作。这方面在国际顶级的材料、纺织及相关杂志发表论文近百篇,专著1部,另有18项已授权或正在申请的专利。研发了具开创性的,可用于功能服装、伤口包扎等的仿皮肤单向导水面料,2020发表在 《科学》子刊 (Science Advances)引起广泛关注。发现可应用于研发柔性微型机电和高电荷存储器的基于聚偏二氟乙烯和剥离石墨纳米板 (PVDF/xGnPs) 的具有高介电常数和低渗透阈值的新型纳米复合材料,此项研究于2009年发表在《先进材料》上,己被引用736次(Google Scholar)。与康內尔大学生物与环境工程系Minglin Ma团队合作研究便于微创手术治療糖尿病的含藻酸盐纤维的纱线状胰岛封装装置,此研究发表在《美国科学院院报》。另外多项发明已成功取得专利或技术转让 (一种隔热结构, China Patent No: CN202228854U and WO Patent 2,013,030,658, licensed to EPRO Ltd; 无氟整理技术, US Patent No: US20230038369A1, EP3612596A4, licensed to Dry Fibers LLC)。
在人体美学与服装合体度方面,作出了开拓性的工作。在这方面共发表论文近30余篇、专著1部。发现VHI(体型指数)为人体美的重要指标。相关论文在 《英国皇家学院院报-生物科学》发表后被Nature News和多家科普与新闻媒体广泛报导。此项工作也被邀在纪念达尔文二百周年的德国Stuttgart自然历史博物馆展览上展出。与学生(Pei) 和合作者(Ashdown) (US Patent Application No: US17/871,501; US17/571,066) 共同提出通过原型优化和选择来确定规模化服装尺码分类的方法, 以达到目标消费者群体的最大合体度。此技术已被电子零售科技平台采用并商业化 (https://www.fitmatch.ai/) 。
在服装舒适性与个性化热管理方面,深入研究人体-服装-环境的交互作用并研发新型实验设备。在此领域已在国际顶级及相关杂志发表论文100多篇、专着1部、另有4项已授权或正在申请的专利。其中首创发明的出汗织物暖体假人「华特」(US patent: 6543657) 被认为是假人技术上最大的突破,荣获第32届日内瓦发明金奖, 被新科学家网、科学美国人网、物理学会网、英国广播公司、美国有线电视新闻网等上百个著名杂志、期刊及媒体所报道。「华特」帮助完善了ASTM 国际标准的建立(ASTM F2370: Measuring the Evaporative Resistance of Clothing Using a Sweating Manikin), 在多国(中国、美国、韩国、南非、巴基斯坦) 学校、研究机构和企业的实验室安装使用。广泛用于功能服装的测试与开发,包括研发香港惩教署制服和助力香港赛艇队在 2014 年亚运会上获得金牌。 「华特」的影响超出了纺织服装业。由于只有「华特」能准确测量服装的湿阻, 「华特」被邀拓展建筑与车辆空调系统设计常用的三大国际标准(ASHRAE Standard 55, ISO 7730, and ISO 9920)中服装热湿阻数据库, 大大提升了热舒适工程设计能力。
在服裝功能设计方面, 致力研发空调节能服装系统。已取得或正在审理专利 7项。 其中与学生(Shou) 共同研发的“空调口罩(Air-Conditioned Facemask)”获得在东京举行的2021年第35届世界天才大会和教育博览会金奖和特别奖。 2021 年第 13 届欧洲创意与创新展 (EUROINVENT) 上获得金奖和大奖(卓越创新奖)。与学生(Shou) 共同研发的 Sweatextile 在第六届加拿大国际发明创新大赛 (iCAN 2021) 和 Techconnect世界创新大会暨展览会获金奖和全球创新奖。
研究方向:聚焦人体、服装与环境、开发具有卓越功能性能的高性能纤维材料与时尚服饰;涵盖仪器开发、计算建模、仿生学、纳米技术以及心理学等多个领域。