中国科学院兰州化学物理研究所新材料领域王晓龙

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王晓龙 男，1976年生。2007年6月毕业于兰州大学化学化工学院，获得理学博士学位，进入中科院兰州化学物理研究所工作。期间，2010年6月至2011年6月，于香港理工大学从事1年合作研究；2011年12月至2013年11月，中国科学院公派留学至加拿大University of Western Ontario从事两年访问研究。2014年5月入选兰州化学物理研究所“特聘人才计划”研究员项目，同年获中科院“西部之光”人才培养计划重点项目支持。研究领域包括材料化学、表面工程、柔性电子及3D打印等。近年来，在Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.等国内外知名刊物发表SCI收录论文50余篇，其中2篇分别被Chem. Commun.和ACS Appl. Mater. Interfaces选为封面方面，并有多篇文章被国际知名杂志如NPG Asia Materials、Chemistry World作为研究亮点进行了报道详述。根据Google Scholar统计，发表文章被引用1000余次，H因子21。
Key Publications:
　　1.Yang, Wu, Xiaowei Pei, Xiaolong Wang*, Yongmin Liang, Weimin Liu, Feng Zhou*, Biomimicking lubrication superior to fish skin using responsive hydrogels. NPG Asia Materials 2014, 6, e136.
　　2.Xiaolong Wang; Cathy Yan, Hong Hu, Xuechang Zhou, Ruisheng Guo, Xuqing Liu, Zhuang Xie, Z. Huang, Zijiang Zheng* Aqueous and Air-Compatible Fabrication of High-Performance Conductive Textiles. Chemistry – An Asian Journal 2014, 9, 2170.
　　3.Guoqiang Liu, Zhilu Liu, Na Li, Xiaolong Wang*, Feng Zhou*, Weimin Liu, Hairy Polyelectrolyte Brushes-Grafted Thermosensitive Microgels as Artificial Synovial Fluid for Simultaneous Biomimetic Lubrication and Arthritis Treatment. ACS Applied Materials & Interfaces 2014, 6, 20452.
　　4.Qiangbing Wei, Bo Yu, Xiaolong Wang*, Feng Zhou*, Stratified polymer brushes from microcontact printing of polydopamin initiator on polymer bursh surfaces, Macromol. Rapid Commun. 2014, 35, 1046.
　　5.Xiaolong Wang, Qiuquan Guo, Xiaobing Cai, Shaolin Zhou, Brad Kobe and Jun Yang*, Initiator integrated 3D printing enabling complex metallic architectures, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 2583. (封面文章)
　　6.Xiaolong Wang, Xiaobing Cai, Qiuquan Guo, Tengyuan Zhang, Brad Kobe and Jun Yang*, i3DP, a robust 3D printing approach enabling genetic post-printing surface modification. Chem. Commun. 2013, 49: 10064-10066. (封面文章; Highlighted by Chemistry World)
　　7.Xiaolong Wang, Tengyuan Zhang, Brad Kobe, Woon Ming Lau and Jun Yang*, Grafting of polyelectrolytes onto hydrocarbon surfaces by high-energy induced cross-linking for making metallized polymer films. Chem. Commun. 2013, 49: 4658.  
　　8.Xiaolong Wang, Tingjie Li, Jillian Adams and Jun Yang*, Transparent, stretchable, carbon-nanotubes-inlaid conductors enabled by standard replication technology for capacitive pressure, strain and touch sensors. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 3580.
　　9.Tengyuan Zhang, Xiaolong Wang*, Tingjie Li, Qiuquan Guo and Jun Yang*, Fabrication of flexible copper-based electronics with high-resolution and high-conductivity on Paper via Inkjet Printing. J. Mater. Chem. C 2014, 2, 286-294.
　　10.Qiuquan Guo, Xiaobing Cai, Xiaolong Wang* and Jun Yang*, “Paintable” 3D printed structures via a post-ATRP process with antimicrobial function for biomedical applications. J. Mater. Chem. B 2013, 1, 6644-6649.
　　11.Xiaolong Wang, Haiyuan Hu, Qian Ye and Feng Zhou*, Superamphiphobic coatings with coralline-like structure enabled by one-step spray of polyurethane/carbon nanotube composites, J. Mater. Chem. 2012, 22, 9624.
　　12.Qiangbin Wei, Xiaolong Wang* and Feng Zhou*, A versatile macro-initiator with dual functional anchoring groups for surface-initiated atom transfer radical polymerization on various substrates, Polymer Chemistry 2012, 3, 2129.
　　13.Xiaolong Wang, Hong Hu, Youde Shen, Xuechang Zhou and Zijian Zheng, Stretchable Conductors with Ultrahigh Tensile Strain and Stable Metallic Conductance Enabled by Prestrained Polyelectrolyte Nanoplatforms, Adv. Mater. 2011, 23, 3090.
　　14.Xuechang Zhou, Xiaolong Wang, Youde Shen, Zhuang Xie and Zijian Zheng, Fabrication of Aritrary Three-dimensional Polymer Structures by Rational Control of the Spacing between Nanobrushes, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 6506.
　　15.Xiaolong Wang, Xinjie Liu, Feng Zhou and Weimin Liu, Self-healing Superamphiphobicity, Chem. Commun. 2011, 47, 2324. (Highlighted by Nature Asia Materials, http://www.natureasia.com/asia-materials/highlight.php?id=890)

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中国科学院兰州化学物理研究所王晓龙研究员团队，基于生物兼容的人工合成高分子和天然活性大分子制备物理交联水凝胶的策略，成功开发了聚乙烯醇（PVA）+κ-卡拉胶的复配水凝胶墨水。借助墨水直写（Direct ink writing）打印技术，实现了复杂水凝胶结构的精细打印制备，包括水凝胶管、三维支架以及耳朵等。通过冷冻-解冻循环后处理技术，在水凝胶结构中形成物理交联网络，从而制备出高强度、耐溶胀的水凝胶。更重要的是，该水凝胶经纯物理过程制备，没有反应副产物或者残余有毒物质，并且κ-卡拉胶具有良好的生物活性，所制备的三维水凝胶支架可以直接用于3D细胞培养，在骨组织再生、皮肤修复方面具有重要的应用价值。

图 13D打印高强度物理交联水凝胶及生物支架应用

  该方法还可以拓展至其他的水凝胶体系，包括壳聚糖、明胶和琼脂等。进一步研究具有优良机械性能、生物兼容性和生物活性的水凝胶，并结合先进的3D打印技术，有望为组织工程、药物释放、骨再生以及医学植入体等方面提供重要的机遇。

  上述工作在线发表在Biomaterials Science（DOI：10.1039/c9bm00081j）。该工作得到了国家重大研发计划（2016YFC1100401），国家自然科学基金（51775538，51828302），甘肃省重大专项（18ZD2WA011）、重点研发（17YF1FA139）、自然科学基金（17JR5RA318）和兰州创新创业人才（2016-RC-74）等项目的支持。

  论文链接：http://dx.doi.org/10.1039/C9BM00081J

xianrentiao

 中科院兰州化学物理研究所王晓龙研究员团队采用数字光处理（DLP）3D打印技术，通过在一侧构筑不对称的微结构实现了湿度刺激下的变形水凝胶材料和器件。以打印的样条为例（图1），通过在其表面一侧构筑垂直或倾斜于长度方向微沟槽，样条能够实现快速的弯曲或螺旋，更为重要的是这种弯曲或螺旋变形是可设计和控制的。

图1. DLP 3D打印可控形变水凝胶示意图

  利用3D打印在自由设计和成形方面的优势，打印成形件在湿度刺激下能够实现从一维样条向三维类石斛兰花朵的形态转变，或从二维的平面花朵向三维风车的形态转变，或从三维八爪柱状体向更加复杂的三维八爪鱼或水轮机的形态转变，充分表现了采用3D打印灵活设计复杂可控变形器件的能力。更为重要的是，该变形器件的设计理念和方法具有良好的通用性和兼容性，可推广至多种光固化打印的水凝胶体系。如采用加入温敏性的2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)的前驱体材料，3D打印的抓取器能够在温度刺激下实现水下的快速抓取、输运与释放功能。研究者相信，这种采用3D打印实现单一水凝胶材料复杂但精确可控变形的方法对拓展3D打印在软机器人、智能器件方面的应用具有重要的意义。

  相关工作发表在Advanced Materials Technologies(DOI: 10.1002/admt.201800713)上，王晓龙研究员为唯一通讯作者，博士研究生姬忠莹为第一作者。

  论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/admt.201800713