教育背景
2009-2013 荷兰Twente大学 制冷与低温工程专业 博士
2006-2009 中国科学院大连化学物理研究所 化学工程专业 硕士
2002-2006 浙江大学 化学工程专业 学士
工作履历
2022-至今 清华大学能源与动力工程系 副教授
2017-2022 清华大学能源与动力工程系 副研究员
2013-2017 荷兰Twente大学科学与技术学院 博士后
学术兼职
中国制冷学会小型制冷机低温生物医学专业委员会委员
中国机械工业教育协会制冷与低温工程学科教学委员会委员
第三届亚洲热科学大会分会场主席
第28届国际低温工程大会分会场主席
期刊 Cryo编委（Editorial Board）
期刊Energies专题编辑（Topic Editor）
期刊《制冷学报》、《真空与低温》青年编委
研究领域
深低温冷却：微型低温制冷机的设计与实现，节流制冷机的阻塞及抑制机理，超低振动吸附式低温制冷技术
高热流冷却：高热流密度电子器件的热管理，含不凝气体氟化蒸汽凝结换热，不凝气体与氟化蒸汽高效分离
无定形水冰：亚稳态无定形水冰的形成机制，无定形水冰向晶态冰转变机制，非水分子对成冰过程影响机制
研究概况
在研科研项目
国家自然科学基金面上项目：低温固体表面亚稳态无定形冰膜的形成与延寿机制，项目负责人
国家自然科学基金联合基金项目：面向半导体芯片的微型低温制冷系统设计理论及关键技术，合作单位负责人
广东美的制冷设备有限公司、联想（北京）有限公司、清华大学-山西清洁能源研究院创新种子基金等企事业合作项目
已完成科研项目
北京市自然科学基金面上项目、国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（海外）、华为技术有限公司、朗迪测控技术有限公司等企事业合作项目。
奖励与荣誉
2024年 清华大学研究生社会实践优秀指导老师
2023年 清华大学年度教学优秀奖
2022年 中国期刊《制冷学报》年度优秀论文奖
2022年 第十五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖指导教师
2021年 第十四届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖指导教师
2017年 国际期刊Cryogenics 年度最佳论文奖
2016年 国际低温工程委员会克里宾奖（Klipping Award）
2015年 欧洲航天局Networking/Partnering Initiative基金
学术成果
1.代表性期刊论文：
[1] Xiong ZW, Cao HS, Phase-Field-Based Lattice Boltzmann Modeling of Thermal Phase Change Initiated from a Single Phase, Physics of Fluids, 2025, 37, 033339.
[2] Liu JH, Cao HS, Pathways and Characteristics of Water Vapor-to-Ice Transformation on SiO2 Surfaces, International Journal of Heat and Mass Transfer, 2025, 242, 126811.
[3] Li YF, Cao HS, Deposition of Water Vapor on Au(001) Substrates: Effect of Temperature and Deposition Frequency, The Journal of Physical Chemistry Letters, 2025, 16: 245–252.
[4] Ni FY, Huang YH, Cao HS, Thermodynamic limits of 4He and 3He Joule–Thomson cryocoolers, Energy, 2024, 313: 133780.
[5] Liu JH, Cao HS, Sub-ambient water wettability of hydrophilic and hydrophobic SiO2 surfaces, The Journal of Chemical Physics, 2024, 161: 184701.
[6] Lin M, Xiong ZW, Cao HS, Bridging classical nucleation theory and molecular dynamics simulation for homogeneous ice nucleation, Journal of Chemical Physics, 2024, 161(8), 084504.
[7] Li FN, Cao HS, Machine-learning algorithms for predicting condensation heat transfer coefficients in the presence of non-condensable gases, International Journal of Refrigeration, 2024, 162, 215-233.
[8] Qin LX, Cao HS, Exploring the Potential of Metal-Organic Frameworks for Cryogenic Helium-Based Gas Gap Heat Switches via High-Throughput Computational Screening, ACS Applied Materials and Interfaces, 2024, 16(13), 17025-17040.
[9] Cao HS, Wang CH, Qi LM, Liu DL, Meng QH, Temperature stability of a Joule–Thomson microcooler operating with pure and mixed gases, Applied Thermal Engineering, 2024, 238, 121995.
[10] Lin M, Cao HS, Li JM, Control strategies of ice nucleation, growth, and recrystallization for cryopreservation, Acta Biomaterialia, 2023, 155, 35–56.
[11] Cao HS, Liu BQ, Qin LX, Sorption cryogenic cooling: Fundamentals, progress, and outlook, Applied Thermal Engineering, 2022, 213, 118680.
[12] Cao HS, Meng QH, Tong X, Wang CH, Liu BQ, Wang XT, A closed-cycle miniature Joule–Thomson cooler for cooling cold electronics, Applied Thermal Engineering, 2022, 209, 118237.
[13] Lin M, Cao HS, Meng QH, Li JM, Jiang PX, Insights into the crystallization and vitrification of cryopreserved cells, Cryobiology, 2022, 106, 13-23.
[14] Geng LH, Cao HS, Meng QH, Li JM, Jiang PX, Effects of operating conditions and geometries on the performance of nitrogen ejectors for Joule-Thomson cooling, Applied Thermal Engineering, 2022, 212, 118557.
[15] Qin LX, Cao HS, Liu BQ, Zhu YH, Li JM, Single-stage or multi-stage compression: Which is better for sorption compressors? Cryogenics, 2022, 125, 103497.
[16] Qin LX, Cao HS, Li JM, Wu YZ, ter Brake HJM, Performance comparison of sorption compressors for methane using metal-organic frameworks and activated carbon as adsorbents, Cryogenics, 2022, 123, 103441.
[17] Cao HS, Formation and crystallization of low-density amorphous ice, Journal of Physics D: Applied Physics, 2021, 54, 203002.
[18] Cao HS, Refrigeration Below 1 Kelvin, Journal of Low Temperature Physics, 2021, 204, 175-205.
[19] Cao HS, ter Brake HJM, Progress in and outlook for cryogenic microcooling, Physical Review Applied, 2020, 14, 044044.
[20] Cao HS, Vanapalli S, Holland HJ, Vermeer CH, ter Brake HJM, Heat-triggered two-phase flow maldistribution in a micromachined cryogenic cooler, Cryogenics, 2020, 106, 103026.
2.著作章节
[1] ter Brake HJM, Cao HS, Chapter F1.4. Microcooling, editor: Cardwell DA, Larbalestier DC, Braginski A, Handbook of superconductivity: Processing and Cryogenics, CRC Press, 2022. (ISBN: 9781439817346).
[2] Cao HS, Micromachined 30 K Joule-Thomson cryogenic cooler, University of Twente, 2013. (ISBN: 9789036501392).
