林显坤科研成果

基本信息/Xiankun Lin 研究生招生 科学研究/Research 论文专著/Publications 教育教学/Teaching 新建主栏目 基本信息 名称 林显坤 博士，副教授，博士生导师，1982年生。 哈尔滨工业大学，医学与健康学院 多模态重大慢病防控科学与工程工信部重点实验室副主任 中国化学会、中国微米纳米技术学会高级会员 教育经历 名称 2000年－2004年 吉林大学化学学院，获学士学位 2004年－2006年 吉林大学理论化学研究所，超分子结构与材料国家重点实验室，硕士研究生，直接攻博 2006年－2010年 吉林大学化学学院，超分子结构与材料国家重点实验室，博士研究生，获理学博士学位 工作经历 名称 时间 工作经历 2021年10月-至今 哈尔滨工业大学医学与健康学院，副教授 2019年01月-2021年10月 哈尔滨工业大学交叉科学研究中心，副教授 2014年12月－2019年01月 哈尔滨工业大学基础与交叉科学研究院微纳米技术研究中心，副教授 2011年05月－2014年12月 哈尔滨工业大学基础与交叉科学研究院微纳米技术研究中心，讲师 2013年04月 - 2014年04月 德国比勒费尔德大学物理系，博士后（国家留学基金委青年骨干教师出国研修项目） 我的其他主页/My other homepages 链接名称 我的publons 链接地址 https://publons.com/researcher/2750927/xiankun-lin/ 简单介绍 链接名称 我的ORCID 链接地址 http://orcid.org/0000-0001-6936-4812 简单介绍 链接名称 我的群英聚首主页 链接地址 http://xiankunlin.polymer.cn/ 简单介绍 友情链接 链接名称 贺强 教授研究组 链接地址 http://homepage.hit.edu.cn/heqiang 简单介绍 链接名称 哈尔滨工业大学医学与健康学院 链接地址 http://med.hit.edu.cn/ 简单介绍 链接名称 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室 链接地址 http://mmm.hit.edu.cn/ 简单介绍 我的新闻 新闻标题 发表在Angew. Chem. Int. Ed.研究工作被ChemistryViews报道 发布时间 2019-03-14 https://www.chemistryviews.org/details/ezine/11140629/Micromotors_Driven_by_a_Phase_Transition.html 新闻标题 发表在Chem. Asian J.研究工作被ChemistryViews报道 发布时间 2019-03-12 https://www.chemistryviews.org/details/ezine/11125276/Polymer-Brush-Based_Gearbox_for_Micromotors.html 招生信息 名称 林显坤，博士，副教授，博士研究生导师，哈尔滨工业大学医学与健康学院，黑龙江省优秀青年基金获得者，中国化学会、中国微米纳米技术学会高级会员，多模态重大慢病防控科学与工程工信部重点实验室副主任。2010年12月在吉林大学获得高分子化学与物理博士学位。2011年5月加入哈尔滨工业大学基础与交叉科学研究院微纳米技术研究中心。2013年4月至2014年4月在德国比勒费尔德大学从事博士后研究。2021年10月转入医学与健康学院。主要从事胶体马达研究（亦称游动纳米机器人、微纳米马达）。作为负责人主持国家自然科学基金面上项目、黑龙江省重点研发计划、黑龙江省自然科学基金优秀青年项目等13项，已在Chem. Soc. Rev.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater，ACS Nano，Adv. Funct. Mater.等杂志发表论文40余篇，h指数为29。作为第二完成人获得黑龙江省科学技术奖二等奖1项和黑龙江省高校科学技术奖一等奖1项。 博士研究生招生专业：生物医学工程 硕士研究生招生专业：生物医学工程 邮箱：xiankunlin@hit.edu.cn 个人主页：http://homepage.hit.edu.cn/xiankunlin 欢迎加入我们的研究团队（http://homepage.hit.edu.cn/heqiang）！ 研究领域 名称 医用游动纳米机器人、胶体马达 欲了解游动纳米机器人（胶体马达）的详情，可转到“论文专著”页面查阅我们团队发表在《中国科学：化学》上的综述文章，题目分别为“可控分子组装的自驱动胶体马达及其生物医学应用”（2017）和“胶体马达”（2023）； 奖项成果 奖项名称 活性胶体马达的可控构筑及其生物医学应用探索 获奖时间 2017.10 完成人 第二完成人 所获奖项 黑龙江省科学技术奖（二等奖） 简单介绍 奖项名称 活性胶体马达的可控构筑及其生物医学应用探索 获奖时间 2017.02 完成人 第二完成人 所获奖项 黑龙江省高校科学技术奖（一等奖） 简单介绍 研究生培养 名称 2014级博士研究生：陈美玲，论文题目：聚对苯撑苯并双噁唑纳米纤维复合材料的制备及性能研究 （本人作为副导师与贺强教授合作培养，已毕业，现在格力电器空调设备及系统运行节能国家重点实验室工作） 2015级硕士研究生：张秀玉，论文题目：图案化双网络水凝胶膜的制备及其水下疏油性能的研究 （已毕业，现在京东工作） 2016级硕士研究生：黄晓迪，论文题目：氧化亚铜-单宁酸粒子基复合水凝胶制备及防污性能研究 （已毕业，现在大庆市第三十五中学任教） 2017级硕士研究生：曾成根，论文题目：基于PBO纳米纤维复合材料的软体执行器和光驱动马达研究 （已毕业，现在中兴工作） 2018级硕士研究生：袁淑瑞，论文题目：阴阳型胶体马达在微胶囊内的装载及运动行为研究 （已毕业，曾获国家奖学金，现在本课题组攻读博士学位） 2019级博士研究生：杨 帅，研究方向：聚合物刷修饰胶体马达的可控制备与运动机理（2019年秋季入学） 2020级博士研究生：袁淑瑞，研究方向：阴阳型胶体马达的集群行为（2020年秋季入学） 2020级博士研究生：黄 洋，研究方向：光驱动胶体马达的集群行为（2020年秋季入学） （本人作为副导师与贺强教授合作培养；2019级硕士研究生直接攻博） 2021级博士研究生：冉智勇，研究方向：瓶状胶体马达及其生物医学应用（2021年春季入学） 2020级硕士研究生：周首达，研究方向：纳米尺度马达的集群行为 （已毕业，现在国家开发银行工作） 2021级硕士研究生：聂柏洋，研究方向：游动纳米马达及其生物医学应用 （已毕业，现在昇维旭技术有限公司工作） 2022级硕士研究生：张豆豆，研究方向：海洋防污材料 2024级博士研究生：苏泽辉，研究方向：游动纳米机器人 主要科研项目 项目名称 高性能PBO纳米纤维材料及其在极端环境下太阳能界面水蒸发中的应用研究 项目来源 黑龙江省重点研发计划 开始时间 2022.12.15 结束时间 2025.12.14 项目经费 355 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 基于超声驱动MSCs外泌体的急性心肌梗死靶向精准治疗关键技术研究 项目来源 国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点支持项目 开始时间 2023.01 结束时间 2026.12 项目经费 50/255 担任角色 参与 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 化学驱动纳米马达的集群趋化运动研究 项目来源 黑龙江省自然科学基金优秀青年项目 开始时间 2020-07-01 结束时间 2023-07-01 项目经费 10 万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 化学趋向聚合物多层胶囊马达的可控组装及运动机理研究 项目来源 国家自然科学基金委面上项目 开始时间 2017-01-01 结束时间 2020-12-31 项目经费 65 万元（直接经费） 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 寡肽修饰功能聚合物的可控分子组装 项目来源 国家自然科学基金委青年科学基金 开始时间 2012-01-01 结束时间 2014-12-31 项目经费 25 万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 复杂聚合物刷梯度的构筑及其在纳米生物技术中的应用 项目来源 中国博士后科学基金特别资助 开始时间 2013-06-01 结束时间 2016-10-10 项目经费 15 万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 聚合物刷梯度的构筑及其对细胞行为的影响研究 项目来源 中国博士后科学基金面上资助（二等） 开始时间 2012-05-01 结束时间 2016-10-10 项目经费 5 万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 寡肽基纳米药物载体的构筑与性能研究 项目来源 微系统与微结构制造教育部重点实验室开放课题 开始时间 2011-10-01 结束时间 2013-10-01 项目经费 6 万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 聚合物刷梯度的构筑与力学性能研究 项目来源 哈尔滨工业大学科研创新基金 开始时间 2013-05-01 结束时间 2015-04-01 项目经费 5 万元 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 期刊论文/Published papers 名称 45. S. R. Yuan, L. Yang, X. K. Lin*, Q. He*, Ultrasmal Pt NPs-modified flasklike colloidal motors with high mobility and enhanced ion tolerance, Nanoscale, 2023, 15(30), 12558-12566. (links) 44. X. K. Lin, Y. J. Wu, Q. He*，Colloidal motor，Sci. Sin. Chim., 2023, 53(7), 1034-1050. (links) 43. S. R. Yuan, X. K. Lin*, Q. He*, Reconfigurable Assembly of Colloidal Motors Towards Interactive Soft Materials and Systems, J. Colloid Interface Sci., 2022, 612, 43-56. (links) 42. M. L. Chen, Z. H. Lin, M. J. Xuan, X. K. Lin, M. C. Yang*, L. R. Dai*, Q. He*, Programmable Dynamic Shapes with a Swarm of Light-Powered Colloidal Motors, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60(30), 16674-16679. (links) Selected as Hot Paper 41. M. L. Chen, X. K. Lin*, C. G. Zeng, Q. He*, Poly(p-phenylene benzobisoxazole) nanofiber/reduced graphene oxide composite aerogels toward high-efficiency solar steam generation, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects, 2021, 612, 125997. (links) 40. Y. X. Ji#, X. K. Lin#, Z. G. Wu, Y. J. Wu, W. Gao*, Q. He*, Macroscale Chemotaxis from a Swarm of Bacteria‐Mimicking Nanoswimmers, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58(35), 12200-12205. (links) Selected as Hot Paper, Highlighted by wiley, sciencedaily, phys.org, chemistryviews, nanowerk, eurek 39. W. Wang, Z. G. Wu*, X. K. Lin, T. Y. Si, Q. He*, Gold-Nanoshell-Functionalized Polymer Nanoswimmer for Photomechanical Poration of Single-Cell Membrane, J. Am. Chem. Soc., 2019, 141(16), 6601–6608. (links) 38. Y. X. Ji#, X. K. Lin#, H. Y. Zhang, Y. J. Wu*, J. B. Li, Q. He*, Thermoresponsive Polymer Brush Modulation on the Direction of Motion of Phoretically Driven Janus Micromotors. Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58(13), 4184-4188. (links) Highlighted by ChemistryViews. 37. Y. X. Ji, X. K. Lin*, D. L. Wang, C. Zhou, Y. J. Wu, Q. He*, Continuously Variable Regulation of the Speed of Bubble‐Propelled Janus Microcapsule Motors Based on Salt‐Responsive Polyelectrolyte Brushes. Chem. Asian J., 2019, 14(14), 2450-2455. (links) Selected as Very Important Paper, Highlighted by ChemistryViews. 36. X. K. Lin*, X. D. Huang, C. G. Zeng, W. Wang, C. G. Ding, J. Xu, Q. He, B. Guo*, Poly(vinyl alcohol) hydrogels integrated with cuprous oxide–tannic acid submicroparticles for enhanced mechanical properties and synergetic antibiofouling, J. Colloid Interface Sci., 2019, 535, 491-498. (links) 35. M. L. Chen, D. L. Wang, M. L. Yue, X. K. Lin*, M. Yang*, Q. He, “Zylon” Aerogels, Macromol. Mater. Eng., 2018, 303(10), 1800229.(links) 34. C. Y. Gao, Z. H. Lin, X. K. Lin, Q. He*, Cell Membrane–Camouflaged Colloid Motors for Biomedical Applications, Adv. Therap., 2018, 1(5), 1800056.(links) 33. M. L. Chen, Y. F. Wu, W. X. Song, Y. C. Mo, X. K. Lin*, Q. He*, B. Guo, Plasmonic nanoparticle-embedded poly(p-phenylene benzobisoxazole) nanofibrous composite films for solar steam generation. Nanoscale, 2018, 10(13), 6186-6193. (links） 32. Z. H. Lin#, C. Y. Gao#, M. L. Chen, X. K. Lin*, Q. He*, Collective motion and dynamic self-assembly of colloid motors. Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 2018, 35, 51-58. (links) 31. N. Hu#, M. M. Sun#, X. K. Lin*, C. Y. Gao, B. Zhang, C. Zheng, H. Xie*, Q. He*, Self-Propelled Rolled-up Polyelectrolyte Multilayer Microrockets, Adv. Funct. Mater., 2018, 28(25), 1705684. (links) 30. Z. H. Lin, T. Y. Si, Z. G. Wu, C. Y. Gao, X. K. Lin, Q. He*, Light-activated Active Colloid Ribbons, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56(43), 13517–13520. (links) 29. J. X. Shao#, M. J. Xuan#, H. Y. Zhang, X. K. Lin, Z. G. Wu, Q. He*, Chemotaxis-Guided Hybrid Neutrophil Micromotors for Targeted Drug Transport, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56(42), 12935–12939. (links) 28. X. K. Lin#, T. Y. Si#, Z. G. Wu, Q. He*, Self-thermophoretic motion of controlled assembled micro-/nanomotors, Phys. Chem. Chem. Phys., 2017, 19, 23606-23613 (links). 27. M. L. Chen, J. Frueh, D. L. Wang, X. K. Lin*, H. Xie*, Q. He*, Polybenzoxazole Nanofiber-Reinforced Moisture-Responsive Soft Actuators, Sci. Rep., 2017, 7, 769 (links). 26. M. L. Chen, N. Hu, C. Zhou, X. K. Lin, H. Xie*, Q. He*, The hierarchical structure and mechanical performance of a natural nanocomposite material: The turtle shell, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects, 2017, 520, 97-104 (links). 25. 林显坤, 吴志光, 司铁岩, 贺强*. 可控分子组装的自驱动胶体马达及其生物医学应用. 中国科学: 化学 X.K. Lin, Z.G. Wu, T.Y. Si, Q. He*, Controlled molecular assembly of self-propelled colloid motors and their biomedical applications. Sci. Sin. Chim., 2017, 47(1), 3-13 (links). 24. C.Y. Gao, Z.H. Lin, Z.G. Wu*, X.K. Lin, Q. He*, Stem-Cell-Membrane Camouflaging on Near-Infrared Photoactivated Upconversion Nanoarchitectures for in Vivo Remote-Controlled Photodynamic Therapy, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8, 34252-34260 (links). 23. M.L. Chen, Y.C. Mo, Z.S. Li, X.K. Lin*, Q. He*, Poly(p-phenylenebenzobisoxazole) nanofiber layered composite films with high thermomechanical performance, Eur. Polym. J., 2016, 84, 622-630 (links). 22. C.Y. Gao, Z.H. Lin, B. Jurado-Sánchez, X.K. Lin, Z.G. Wu*, Q. He*, Stem Cell Membrane-Coated Nanogels for Highly Efficient in vivo Tumor Targeted Drug Delivery. Small , 2016, 12,4056-4062 (link). 21. Z.G. Wu, X.K. Lin, T.Y. Si, Q. He*, Recent Progress on Bioinspired Self-Propelled Micro/Nanomotors via Controlled Molecular Self-Assembly. Small, 2016, 12, 3080-3093 (link). 20. C.Y. Gao, Z.G. Wu, Z.H. Lin, X.K. Lin, Q. He*, Polymeric capsule-cushioned leukocyte cell membrane vesicles as a biomimetic delivery platform, Nanoscale, 2016, 8, 3548–3554 (link). 19. X.K. Lin, Z.G. Wu, Y.J. Wu, M.J. Xuan, Q. He*, Self-Propelled Micro-/Nanomotors Based on Controlled Assembled Architectures. Adv. Mater., 2016, 28, 1060–1072 (link). 18. Z.G. Wu, T.Y. Si*, W. Gao, X.K. Lin, J. Wang, Q. He*, Superfast Near-Infrared Light-Driven Polymer Multilayer Rockets, Small, 2016, 12(5), 577–582. (link) 17. Z.H. Lin, Z.G. Wu*, X.K. Lin, Q. He*, Catalytic Polymer Multilayer Shell Motors for Separation of Organics, Chem. Eur. J., 2016, 22, 1587-1591. (link) 16. Xuan, M. J.; Shao, J. X.; Lin, X. K.; Dai, L. R.; He, Q. Light-activated Janus Self-assembled Capsule Micromotors. Colloids Surf., A, 2015, 482, 92-97. (link) 15. Xuan, M. J.; Lin, X. K.; Shao, J. X.; Dai, L. R.; He, Q. Motion-Based, High-Yielding, and Fast Separation of Different Charged Organics in Water. ChemphysChem, 2015, 16 (1), 147-151. (link) 14. Wu, Z. G.; Lin, X. K.; Zou, X.; Sun, J. M.; He, Q. Biodegradable protein-based rockets for drug transportation and light-triggered release. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7 (1), 250-255. (link) 13. Wu, Y. J.; Si, T. Y.; Lin, X. K.; He, Q. Near infrared-modulated propulsion of catalytic Janus polymer multilayer capsule motors. Chem. Commun., 2015, 51 (3), 511-514. (link) 12. Xuan, M. J.; Shao, J. X.; Lin, X. K.; Dai, L. R.; He, Q. Self-Propelled Janus Mesoporous Silica Nanomotors with Sub-100 nm Diameters for Drug Encapsulation and Delivery. ChemphysChem, 2014, 15 (11), 2255-2260. (link) 11. Wu, Z. G.; Lin, X. K.; Wu, Y. J.; Si, T. Y.; Sun, J. M.; He, Q. Near-Infrared Light-Triggered "On/Off" Motion of Polymer Multi layer Rockets. ACS Nano, 2014, 8 (6), 6097-6105. (link) 10. Wu, Y. J.; Lin, X. K.; Wu, Z. G.; Mohwald, H.; He, Q. Self-Propelled Polymer Multilayer Janus Capsules for Effective Drug Delivery and Light-Triggered Release. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (13), 10476-10481. (link) 9. Wu, Z. G.; Wu, Y. J.; He, W. P.; Lin, X. K.; Sun, J. M.; He, Q. Self-Propelled Polymer-Based Multilayer Nanorockets for Transportation and Drug Release. Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52 (27), 7000-7003. (link) 8. Wu, Y. J.; Wu, Z. G.; Lin, X. K.; He, Q.; Li, J. B. Autonomous Movement of Controllable Assembled Janus Capsule Motors. ACS Nano, 2012, 6 (12), 10910-10916. (link) 7. Lin, X. K.; He, Q.; Li, J. B. Complex polymer brush gradients based on nanolithography and surface-initiated polymerization. Chem. Soc. Rev., 2012, 41 (9), 3584-3593. (link) 6. Lin, X. K.; Liu, F.; Li, H. L.; Yan, Y.; Bi, L. H.; Bu, W. F.; Wu, L. X. Polyoxometalate-modulated self-assembly of polystyrene-block-poly(4-vinylpyridine). Chem. Commun., 2011, 47 (36), 10019-10021. (link) 5. Lin, X. K.; Li, W.; Zhang, J.; Sun, H.; Yan, Y.; Wu, L. X. Thermotropic Liquid Crystals of a Non-Mesogenic Group Bearing Surfactant-Encapsulated Polyoxometalate Complexes. Langmuir, 2010, 26 (16), 13201-13209. (link) 4. Lin, X. K.; Wang, Y. L.; Wu, L. X. Hexagonal Mesostructure and Its Disassembly into Nanofibers of a Diblock Molecule/Polyoxometalate Hybrid. Langmuir, 2009, 25 (11), 6081-6087. (link) 3. Zhang, H.; Lin, X. K.; Yan, Y.; Wu, L. X. Luminescent logic function of a surfactant-encapsulated polyoxometalate complex. Chem. Commun., 2006, (44), 4575-4577. (link) 2. Li, H. B.; Liu, Q. T.; Xu, M.; Bu, W. F.; Lin, X. K.; Wu, L. X.; Shen, J. C. Length-controlled rodlike self-assemblies in binary mixed Langmuir-Blodgett monolayers on mica. J. Phys. Chem. B, 2005, 109 (7), 2855-2861. (link) 1. Li, H. B.; Liu, Q. T.; Qin, L. D.; Xu, M.; Lin, X. K.; Yin, S. Y.; Wu, L. X.; Su, Z. M.; Shen, J. C. Self-assembling structures and thin-film microscopic morphologies of amphiphilic rod-coil block oligomers. J. Colloid Interface Sci., 2005, 289 (2), 488-497. (link) 专著/Books and Chapters 名称 1. Xiankun Lin, Zhiguang Wu, Qiang He*, Controlled Molecular Assembly Toward Self-propelled Micro-/Nanomotors, in Supramolecular Chemistry of Biomimetic Systems by Junbai Li (ed.), Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2017, ISBN: 978-981-10-6058-8, DOI: 10.1007/978-981-10-6059-5_11 (link). 2. 林显坤，贺强，冯熙云，崔岳，第6章，ATP合酶在组装微胶囊上的重组，《分子仿生》，李峻柏著，科学出版社，出版日期：2013.03，ISBN：9787030368348 学术报告/Presentation 名称 1. Xiankun Lin*, Qiang He, Tubular Micro-/Nanomotors Based on Layer-by-layer Assembly, 2017 International Conference on Micro/Nanomachines (ICMNM 2017), Wuhan, China, Aug. 25-28, 2017, Invited Oral Presentation. 专利/Patents 专利名称 一种微纳米马达胶囊及其制备方法 专利号 ZL201910794146.0 发明人 林显坤，袁淑瑞，贺强 申请时间 2019.08.27；2021.07.06 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 一种图案化水凝胶防污材料及其制备方法 专利号 ZL201810065392.8 发明人 林显坤，贺强，张秀玉，黄晓迪，郭斌，魏志高 申请时间 2018.01.23；2021.05.04 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 聚苯并噁唑纳米纤维高强度隔热防火气凝胶及其制备方法 专利号 ZL201610867366. 8 发明人 贺强，陈美玲，林显坤 申请时间 2016.09.30；2018.06.29 专利类别 发明 简单介绍 专利名称 生产层层组装微胶囊自动化装置 专利号 ZL201310737808.3 发明人 贺强，约翰尼斯.福律，戴陆如，林显坤 申请时间 2013.12.27；2015.05.20 专利类别 发明 简单介绍 研究成果介绍 新闻标题 仿细菌胶体马达集群的宏观趋化运动 发布时间 2021-01-07 Y. X. Ji#, X. K. Lin#, Z. G. Wu, Y. J. Wu, W. Gao*, Q. He*, Macroscale Chemotaxis from a Swarm of Bacteria‐Mimicking Nanoswimmers, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58(35), 12200-12205. 在自然界中，细菌的趋化能力帮助它们适应周围环境的变化，获得有限的营养并在生态系统中占据有利生存环境。受细菌集群趋化运动启发，研究团队构筑了仿细菌集群趋化行为的葡萄糖驱动聚合物刷胶体马达。该马达以胶体金为主体，一侧通过化学交联法修饰葡萄糖氧化酶，另一侧借助原子转移自由基聚合，将长度可控的亲水聚合物刷接枝到胶体马达表面。在含有葡萄糖作为燃料的环境中，该马达像细菌一样通过分解葡萄糖作为能量来源，以每秒高于自身体长120倍的速度前进。研究表明类似细菌鞭毛结构的聚合物刷增强了胶体马达的平移运动，显著提高了其运动效率。更重要的是，这些胶体马达能够像细菌一样沿葡萄糖源梯度发生集群趋向运动，这种集群趋向现象甚至可以在宏观下观察到。这种仿细菌的集群趋向运动研究不仅可帮助人们理解和调控活性物质，拓展对生命系统中自组织行为的认知，也有望推进胶体马达在活性智能材料、精准医疗等方面的应用。 （转载自http://today.hit.edu.cn/article/2019/12/25/73972） 新闻标题 热敏高分子刷调控自泳驱动阴阳型微马达运动方向 发布时间 2021-01-07 Y. X. Ji#, X. K. Lin#, H. Y. Zhang, Y. J. Wu*, J. B. Li, Q. He*, Thermoresponsive Polymer Brush Modulation on the Direction of Motion of Phoretically Driven Janus Micromotors. Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58(13), 4184-4188. 胶体马达能将周围环境中存储的化学能转化为自推进运动的胶体粒子，亦称活性胶体或游动微纳米机器人，可作为物理模型帮助人们理解生命系统中的自组织行为，并可用于仿生构筑具有涌现性自组织、自修复等特性的活性材料，也有望为生物医学（特别是精准医疗）带来革命性的解决方案。当前化学驱动胶体马达的运动速率主要依赖于人为改变燃料浓度调控，而其运动方向是通过外部磁场的操控来实现，仍然不能够像生物体如游动细菌那样自主感知周围环境变化并自主调控运动方向和运动速率。 针对这一难题，首次在金-铂双金属阴阳马达的金侧原位生长了热敏聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）高分子刷。当温度为25℃，金表面的高分子刷链是伸展和亲水状态，允许物质在高分子刷内的自由扩散和表面反应的进行，胶体马达以8.5μm/s的速率沿Au-Pt方向运动，驱动机理为自电泳；当温度上升至35℃，高分子刷链是塌陷和疏水状态，马达以2.3μm/s的速率沿Pt-Au方向运动，驱动机理为自扩散泳。这种周围环境温度变化引起高分子链构象的可逆转变导致马达自推进方向和速率相应改变的策率，有望使合成胶体马达感知周围环境变化（如温度）而进行趋向或远离目标源的自主运动，展现类似游动细菌趋向性的智能行为，对未来新型微纳米机器的开发与应用具有重要的意义。 （转载自http://news.hit.edu.cn/2019/0409/c1510a216542/page.htm） 新闻标题 光驱动的活性胶体带 发布时间 2021-01-07 Z. H. Lin, T. Y. Si, Z. G. Wu, C. Y. Gao, X. K. Lin, Q. He*, Light-activated Active Colloid Ribbons, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56(43), 13517–13520. 自然界中群体行为随处可见，诸如细菌群落生长、昆虫集体合作、鸟类列队迁徙、鱼类集群趋避等，这些生物在生活中无论觅食、休息还是迁移等行为都是以集体为单位，彼此间相互关照、相互协助。受自然界中生物群聚的启发，如何实现人工合成纳米机器的群集与离散受到人们的广泛关注，这是因为纳米机器的集体协作可以完成超越个体能力的复杂任务。另一方面，向日葵朝向太阳、飞蛾扑向灯火等都是常见的趋光现象。生物的这种趋光性是因为生物需要光源定位自身的运动（如飞蛾），或是让其更高效地转换光能（如向日葵）。然而，如何模仿生物趋光性，设计能从光中获取能量驱动自身运动的仿生纳米机器，并可使人们通过光源方便地控制它们集体向特定的位置运动和富集，仍然是一个巨大的挑战。通过向自然界学习，构筑了一种光引发胶体马达自组装形成的胶体马达带。这种可移动胶体马达带由花生状的赤铁矿胶体马达构成，在蓝光激发下，赤铁矿胶体马达作为一种光催化剂可以催化分解溶液中的过氧化氢，从而产生化学梯度并引发扩散-渗透流，为马达提供沿其长轴自驱动运动的动力。当胶体马达浓度较高时，马达之间的扩散-渗透流相互扰动，其自有磁极之间相互吸引，使马达在碰撞中沿着径向一维组装成胶体马达带。这些胶体马达带在梯度光场下向着光斑中心移动，表现出正的趋光性（类似“飞蛾扑火”），在光斑中心区域形成“向日葵”形的动态组装体。这些自驱动胶体马达是通过流体场的相互作用来“感觉”彼此，揭示在一定条件下胶体马达个体层面上的有效碰撞足以形成有序的动态组装体并实现稳定的集体定向运动。同时这些胶体马达带的群体行为存在巨数值涨落的典型非平衡体系特征。这种可利用光能来人为控制自驱动胶体马达的聚集过程，并实现数百万之众向一个方向运动的研究结果可作为自驱动胶体马达之间集体行为的模型来模拟自然界中生物的群体行为，设计新的自组织活性材料以及成群协同运动的纳米机器人。 （转载自http://news.hit.edu.cn/2017/1106/c416a187532/page.psp） 新闻标题 趋化性导向的中性粒细胞杂化马达用于药物主动靶向运输 发布时间 2021-01-07 J. X. Shao#, M. J. Xuan#, H. Y. Zhang, X. K. Lin, Z. G. Wu, Q. He*, Chemotaxis-Guided Hybrid Neutrophil Micromotors for Targeted Drug Transport, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56(42), 12935–12939. 正如许多科幻小说和电影所描述的情形，构筑能够在血液中自主行走并完成药物靶向运输等复杂任务的微纳米机器一直是人类的梦想。近年来，科学家们发展了一系列基于原位化学反应或者外物理场驱动的人造微纳米马达，但还难以像天然生物马达那样高效而自主地游向病变部位并实现药物的可控释放。为了破解这一难题，世界各国科学家的思路集中在取法自然，即直接利用自然界中具有自主运动功能的生物马达，如人体免疫组织中具有趋化性的中性粒细胞。这是因为中性粒细胞作为生物免疫系统中的重要一员，具有优异的化学驱向性及吞噬能力，可以通过化学信号的诱导，迁移并聚集到炎症或感染部位。然而，如何引入必要的人造组分构筑生物杂化马达又不丧失生物马达原有的生物活性和趋向性，仍是一个巨大的挑战。 通过进一步向自然界学习，巧妙地引入天然的大肠杆菌细胞膜对人造纳米粒子进行表面伪装，很好地解决了这一难题。研究表明，通过大肠杆菌细胞膜对介孔硅纳米粒子的生物界面化修饰显著地提高了中性粒细胞对介孔硅纳米粒子的摄入量，并有效地封装了介孔硅内部的药物分子，避免了药物分子的泄露对中性粒细胞的毒副作用。该生物杂化马达能够沿着细菌释放的化学驱化因子梯度进行定向迁移，实现了马达对病变部位的主动寻找和药物的主动靶向运输，为生物杂化马达的设计和构造提供了的新途径。 （转载自http://news.hit.edu.cn/2017/0922/c416a184697/page.psp） 新闻标题 自驱动卷曲聚电解质多层微火箭 发布时间 2021-01-07 N. Hu#, M. M. Sun#, X. K. Lin*, C. Y. Gao, B. Zhang, C. Zheng, H. Xie*, Q. He*, Self-Propelled Rolled-up Polyelectrolyte Multilayer Microrockets, Adv. Funct. Mater., 2018, 28(25), 1705684. 众所周知，通过燃料的化学反应实现喷气推动的宏观火箭能够克服地心引力而把卫星和宇宙飞船等航天器送入太空。2013年，研究团队贺强教授课题组在国际上率先制备了基于层层组装技术的管状纳米马达（Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7000）。管内部集成的铂纳米粒子可原位催化分解化学燃料—过氧化氢，产生的氧气泡可推动纳米马达的快速运动，这种驱动方式类似于人们熟知的宏观火箭的驱动方式，亦被称为“纳米火箭”。这类纳米火箭可以利用“燃料”的化学反应所产生的驱动力克服流体黏滞阻力而实现自驱动运动，有望在血管等狭小的空间内完成药物递送、血栓清除等复杂任务，具有良好的应用前景。在本研究中，通过结合层层自组装、微接触印刷以及自卷曲技术，成功地制备了气泡驱动的聚合物多层微火箭。该微火箭的优势在于速度快（在5%过氧化氢中即可达161 μm s-1）和推力大（可达9.4 pN），可以推动单个或多个细胞高速运动。该工作不仅将基于自卷曲技术的微火箭从无机材料扩展到了在生物医学等领域具有良好应用前景的聚合物材料，而且克服了传统模板辅助层层组装技术在大规模制备等方面的局限，提供了一种尺寸控制更好、操作更为简便、成本更为低廉的微纳米火箭批量构筑新技术。 （转载自http://afis.hit.edu.cn/2018/0622/c9410a210681/page.htm） 讲授课程 名称 生物化学与分子生物学（本科生） 科学研究的艺术（本科生） 物理化学（2015-2017; 本科生） 科学研究的艺术 课程简介 名称 “科学研究的艺术”是本人讲授的文化素质教育选修课，学时为24，学分为1.5，欢迎不同专业、不同年级的本科生选修！ 以下为课程的简介： 《科学研究的艺术》（The Art of Scientific Investigation）是一本关于科学研究方法论的经典著作。该书曾被三联出版社评为“20年来对中国影响最大的100本书之一”。该书的作者是英国剑桥大学W.I.B. Beveridge教授，其曾任世界卫生组织顾问。本课程将以该书为基础，参考国内外相关的经典科学方法论著作，结合授课人在科研方面的实际经验，透过科学史中的经典案例和法拉第等学术大师的名言警句，通过讲解和讨论相结合的方式启发学生思考和理解进行科学研究的一般方法、实践技巧和思维技巧，从而提高学生的科学素养、科学精神与求真意识。该课程将秉承“科学研究是一门艺术”的理念，着重介绍科学研究中的实践技巧和思维技巧，涵盖了准备工作、实验、机遇、假设、想象力、直觉、推理、观察、困难、战略与战术、科学家等十一个部分。