华东理工大学化学与分子工程学院曲大辉

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曲大辉,华东理工大学教授.2000年7月在青岛大学获得学士学位，2003年3月在华东理工大学获得硕士学位(导师:苏建华教授)，2006年3月在华东理工大学获得博士学位(导师:田禾院士) ; 2006年7月至2009年1月在荷兰格罗宁根大学从事博士后研究(合作导师: 2016年诺贝尔化学奖得主伯纳德▪费林加院士)，2009年4月起加入华东理工大学化学与分子工程学院，先后任副教授、教授。2016年3月，任化学与分子工程学院副院长。2019年4月任化学与分子工程学院院长。目前兼任教育部结构可控先进功能材料及其制备重点实验室常务副主任、教育部结构可控分子工程国际合作联合实验室副主任、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心副主任等。曲大辉教授主要从事有机光电功能材料、超分子化学、分子机器等研究,先后在Chem.Rev., Science, Chem, Sci. Adv., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed, Adv.Mater, Chem. Sci.等国际著名期刊上发表论文90余篇，被SCIE引用3500余次。曾先后获得2008年度全国百篇优秀博士学位论文、2010年. 上海市浦江人才计划、2010年度霍英东教育基金会第十二届高等院校青年教师基金、2018年度教育部青年长江学者、2019年.上海市优秀学科带头人等。

曲大辉，博士，教授，博士生导师

联系电话：021-64250940
Email：dahui_qu@ecust.edu.cn
办公室：实验十三楼327
教育及工作简历
          1996/09-2000/07，青岛大学，学士；
          2000/09-2003/03，华东理工大学，硕士，导师：苏建华 教授；
          2003/03-2006/03，华东理工大学，博士，导师：田禾 院士；
          2006/07-2009/01，荷兰格罗宁根大学，博士后，合作导师：Ben L. Feringa；
          2009/04-至今，   华东理工大学，化学与分子工程学院，副教授、教授
主要学术成绩
        已发表SCI收录论文52篇。申请人近年在有机功能分子机器的精准合成和可控驱动方面开展研究，在Chem. Rev., Angew. Chem., Int. Ed., Chem. Sci., Chem. Commun., Org. Lett.等国际著名期刊上以第一作者或通讯作者发表论文35篇，其中IF>5的论文19篇，IF>3的论文29篇。被SCIE他人引用1000余次，单篇最高引用240次，其中一篇文章被Nature杂志Highlight。全部文章他引超过1300余次，4篇文章超过100次。曾获2008年度全国百篇优秀博士学位论文奖以及2011年度霍英东教育基金会高等院校青年教师基金。
研究方向
          1．有机功能分子机器
          2．刺激响应性超分子组装体
          3．精细化工及其药物中间体的合成
          硕士研究生招生专业：1、应用化学；2、精细合成化学与分子工程。
          工程硕士研究生招生专业：轻化工程与技术
          博士研究生招生专业：1、应用化学；2、精细合成化学与分子工程。
以通讯或第一作者发表的论文（IF>4）
  1.D.-H. Qu, Q.-C. Wang, Q.-W. Zhang, X. Ma, H. Tian*. Photoresponsive Host–Guest Functional Systems, Chem. Rev., 2015, 115, 7543-7588. IF=46.57
  2.Qi Zhang, Da-Hui Qu*, Qiao-Chun Wang, He Tian*, Dual-Mode Controlled Self-Assembly of TiO2 Nanoparticles Through a Cucurbit[8]uril-Enhanced Radical Cation Dimerization Interaction, Angew. Chem. Int. Ed., 2015, DOI: 10.1002/anie.201509071. IF=11.26
  3.D.-H. Qu, B. L. Feringa*. Controlling Molecular Rotary Motion with a Self-Complexing Lock, Angew. Chem. Int. Ed., 2010, 49, 1107–1110. IF=11.26
  4.D.-H. Qu, Q.-C. Wang, H. Tian*. A Half Adder Based on a Photochemically Driven [2]Rotaxane, Angew. Chem. In. Ed., 2005, 44, 5296–5299. IF=11.26
  5.D.-H. Qu, F.-Y. Ji, Q.-C. Wang, H. Tian, A Double Inhibit Logic Gate Employing Configuration and Fluorescence Changes, Adv. Mater., 2006, 18, 2035–2038. IF=17.49
  6.D.-H. Qu, H. Tian*. Synthetic Small-Molecule Walkers at Work, Chem. Sci., 2013, 4, 3031–3035. IF=9.21
  7.D.-H. Qu, H. Tian*. Novel and Efficient Templates for Assembly of Rotaxanes and Catenanes, Chem. Sci., 2011, 2, 1011–1015. IF=9.21
  8.R.-R. Gu, J. Yao, X. Fu, W. Zhou, D.-H. Qu*, A Hyperbranched Supramolecular Polymer Constructed by Orthogonal Triple Hydrogen Bonding and Host-guest Interactions, Chem. Commun., 2015, 51, 5429–5431. IF=6.83
  9.Z.-Q. Cao, Q. Miao, Q. Zhang, H. Li, D.-H. Qu*, H. Tian. A Fluorescent Bistable [2]Rotaxane Molecular Switch on SiO2 Nanoparticles, Chem. Commun., 2015, 51, 4973–4976. IF=6.83
  10.H. Li, X. Li, Z.-Q. Cao, D.-H. Qu*, H. Å., H. Tian, A Switchable Bis-branched [1]Rotaxane Featuring Dual-mode Molecular Motions and Tunable Molecular Aggregation, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6, 18921–18929. IF=6.72
  11.H. Li, X. Li, H. Ågren, D.-H. Qu*. Two Switchable Star-Shaped [1](n)Rotaxanes with Different Multibranched Cores, Org. Lett., 2014, 16, 4940–4943. IF=6.36
  12.H. Li, J.-N. Zhang, W. Zhou, H. Zhang, Q. Zhang, D.-H. Qu*, H. Tian. Dual-Mode Operation of a Bistable [1]Rotaxane with a Fluorescence Signal, Org. Lett., 2013, 15, 3070–3073. IF=6.36
  13.H. Zhang, Q. Liu, J. Li, D.-H. Qu*, A Novel Star-Shaped Zinc Porphyrin Cored [5]Rotaxane, Org. Lett., 2013, 15, 338–341. IF=6.36
  14.H. Li, H. Zhang, Q. Zhang, Q.-W. Zhang, D.-H. Qu*. A Switchable Ferrocene-Based [1]Rotaxane with an Electrochemical Signal Output, Org. Lett., 2012, 14, 5900–5903. IF=6.36
  15.H. Zhang, J. Hu, D.-H. Qu*. Dual-Mode Control of PET Process in a Ferrocene-Functionalized [2]Rotaxane with High-Contrast Fluorescence Output, Org. Lett., 2012, 14, 2334–2337. IF=6.36
  16.D.-H. Qu, Q.-C. Wang, J. Ren, H. Tian, A Light-Driven Rotaxane Molecular Shuttle with Dual Fluorescence Addresses, Org. Lett., 2004, 6, 2085–2088. IF=6.36
  17.J.-N. Zhang, H. Li, W. Zhou, S.-L. Yu, D.-H. Qu*, H. Tian, Fluorescence Modulation in Tribranched Switchable [4]Rotaxanes, Chem. -Eur. J., 2013, 19, 17192–17200. IF=5.73
  18.D.-H. Qu, Q.-C. Wang, X. Ma, H. Tian, A [3]Rotaxane with Three Stable States That Responds to Multiple-Inputs and Displays Dual Fluorescence Addresses, Chem. -Eur. J., 2005, 11, 5929–5937. IF=5.73
  19.X. Fu, Q. Zhang, G. Wu, W. Zhou, Q.-C. Wang, D.-H. Qu*, A Fuorescent Hyperbranched Supramolecular Polymer Based on Triple Hydrogen Bonding Interactions, Polym. Chem., 2014, 5, 6662–6666. IF=5.52
  20.Q.-F. Luo, L. Zhu, S.-J. Rao, H. Li, Q. Miao, D.-H. Qu*, Two Stepwise Synthetic Routes toward a Hetero[4]rotaxane, J. Org. Chem., 2015, 80, 4704-4709. IF=4.72
  21.H. Li, X. Li, Y. Wu, H. Ågren, D.-H. Qu*, A Musclelike [2](2)Rotaxane: Synthesis, Performance, and Molecular Dynamics Simulations, J. Org. Chem., 2014, 79, 6996–7004. IF=4.72
  22.H. Zhang, B. Zhou, H. Li, D.-H. Qu*, H. Tian*, A Ferrocene-Functionalized [2]Rotaxane with Two Fluorophores as Stoppers, J. Org. Chem., 2013, 78, 2091–2098. IF=4.72
  23.W. Zhou, Y.-J. Guo, and D.-H. Qu*, Photodriven Clamlike Motion in a [3]Rotaxane with Two [2]Rotaxane Arms Bridged by an Overcrowded Alkene Switch, J. Org. Chem., 2013, 78, 590–596. IF=4.72
  24.J. Yao, H. Li, Y.-N. Xu, Q.-C. Wang, D.-H. Qu*, Efficient Intramolecular Energy Transfer between Two Fluorophores in a Bis-Branched [3]Rotaxane, Chem. -Asian J., 2014, 9, 3482–3490. IF=4.58
  25.Q.-W. Zhang, D.-H. Qu*, J.-C. Wu, X. Ma, Q.-C. Wang, H. Tian*. A Dual-Modality Photoswitchable Supramolecular Polymer, Langmuir, 2013, 29, 5345–5350. Highlighted by Nature, 2013, 498, 141. IF=4.45

主要奖励及荣誉
          2007年度上海市研究生优秀学术成果
          2008年度全国百篇优秀博士学位论文
          2009年度上海市晨光计划
          2010年浦江人才计划
          2010年度霍英东教育基金会第十二届高等院校青年教师基金
          2012年光电功能分子国际研讨会大会秘书长
          2014年分子传感及其逻辑门国际会议大会秘书长
          2014年华东理工大学天鼎-东岳一等奖教金

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近日，2020年度国家杰出青年科学基金资助项目申请人名单正式批准，化学学院曲大辉教授获得2020年度国家杰出青年科学基金资助，这是华东理工大学同年获得国家杰出青年科学基金数量最多的一年。至此，华东理工大学“十三五”期间获得国家杰出青年科学基金资助的总人数达到11人，获资助人数在一流学科建设高校中位于最前列。
       曲大辉，教授，博士生导师，全国优秀博士学位论文获得者，上海市优秀学术带头人。现任化学与分子工程学院院长、结构可控先进功能材料教育部重点实验室常务副主任。主要研究方向是动态智能组装材料与分子机器，发展了一系列硫辛酸和机械互锁动态分子基元，创新了动态分子基元的多级、协同组装策略，实现了智能组装材料的动态性能调控。近五年以第一作者或者通讯作者在Chem. Rev.、Chem、Nat.Commun.、Sci. Adv.、Matter、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等期刊发表SCI论文50篇。

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空心结构在帮助有机生命体生理功能正常运转上起到必不可少的作用。目前构筑自演化空心聚合物的初始材料通常为水凝胶，其湿润、机械强度差等特性一定程度上阻碍了该类材料的实际应用。近日，我校化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心曲大辉教授课题组报道了一种以高机械性能的干网络聚硫氨酯热固性材料在碱性溶液中自演化为规整的空心结构新策略，该聚合物网络内交联结构的转化能够诱导聚合物薄膜形状发生改变，实现了微观结构调控促使宏观形状转变。最新研究成果以“Self-Evolution of High Mechanical Strength Dry-Network Polythiourethane Thermosets into Neat Macroscopic Hollow Structures”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed. (2022, DOI: 10.1002/anie. 202117195)。

         该聚合物材料由硫辛酸开环后的6，8-二巯基辛酸为原料与六亚甲基二异氰酸酯在碱催化条件下制备而成，聚合物网络内高密度的氢键赋予材料优异的机械性能，通过与铁离子的配位键的引入进一步强化网络，增强聚合物的机械性能。无配位键的干网络聚合物薄膜浸泡在氢氧化钠溶液中，分子内部分羧酸基团反应为可以形成离子键的羧酸钠。聚合物从初始的氢键交联网络逐渐转换为氢键和离子键两种交联形式共存的网络，交联形式的转换诱导聚合物形状从固态薄膜逐渐演化为规整的空心结构，演化后的聚合物仍拥有较强的机械性能。简单编辑初始的二维聚合物薄膜的形状并将其浸泡在碱溶液中，可以演化形成相应的三维中空模型。该工作提出的空心结构自演化的策略在软体机器人、刺激释放容器以及特殊组件连接器等新型智能材料领域有着潜在的应用前景。
        该研究工作主要由我校化学院博士生周尚武在曲大辉教授的指导下完成。该研究工作还得到了国家自然科学基金、材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、上海市科技重大专项、上海科学技术委员会、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心等资金支持。
         原文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202117195。

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利用分子工程策略，通过控制本征动态分子的自组装行为来调控物质的宏观性能，为智能材料的理性设计提供了重要解决方案。将动态二硫键与非共价自组装相结合，通过多重动态键的精准协同与耦合，可实现高性能动态聚合材料的高效创制。近日，我校化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心曲大辉教授课题组在该领域取得重要进展，该课题组研制了一种高强度水下粘附材料和一种有序离子薄膜材料，相关研究成果分别发表于中国综合性旗舰刊Natl. Sci. Rev.和中国化学会旗舰刊CCS Chemistry。
        通过分子工程策略来创造坚固且防水的粘附材料，促进了对界面粘附机制的基本理解，有望进一步推动未来生物医学粘附材料的应用。对此，研究人员提出了一种简单有效的策略，将天然硫辛酸和贻贝激发的铁-邻苯二酚配合物相结合，制备了一种高强度(> 5 MPa)的水下粘附材料，同时在不同的表面上显示出显著的高粘附强度 (最高可达11.7 MPa)。实验结果表明，铁-邻苯二酚配合物的强交联作用以及高密度的氢键是导致超高界面粘接强度的原因，疏水性聚二硫化物网络的包埋效应进一步增强了防水性能。动态共价聚二硫网络赋予材料可重构特性，可通过反复加热和冷却实现重复使用。这种分子工程策略为动态超分子粘附材料的设计和构建提供了通用的解决方案。该成果以“Robust and dynamic underwater adhesives enabled by catechol-functionalized poly(disulfides) network”为题，发表于Natl. Sci. Rev. (https://doi.org/10.1093/nsr/nwac139)。

         一方面，将二硫化物介导的开环聚合与类β-折叠氢键自组装相结合，可以驱动小分子一步组装成构型精确可调和离子传输功能可控的有序性离子网络。该策略利用一步蒸发诱导自组装，指导离散小分子形成高结晶度的层状离子网络。通过改变寡肽侧链的长度，可以以纳米精度调控网络层间距。层状结构和末端亲水基团的协同作用促进了层间水通道的形成，使组装膜具有高效的离子传输性能。此外，得益于聚二硫网络的本征动态性，研究人员实现了在温和的条件下对单体进行化学回收。作为第一例具有闭环化学可循环性能的高性能聚电解质，这种简单而高效的分子工程策略将为导电聚合物、传感器和智能致动器的设计提供重要依据和思路指导。该成果以“Highly ordered supramolecular assembled networks tailored by bioinspired H-bonding confinement for recyclable ion-transport materials”为题，发表于CCS Chemistry (https://doi.org/10.31635/ccschem.022.202202158)。
       上述的两项研究工作主要由我校化学院博士生施晨宇在曲大辉教授的指导下完成，并得到了田禾院士的悉心指导。该研究工作还得到了国家自然科学基金委杰出青年基金、材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、上海市科技重大专项、上海科学技术委员会、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心及华东理工大学张江树优博重点培育计划等项目资金的支持。


         原文链接：
         https://doi.org/10.1093/nsr/nwac139
         https://doi.org/10.31635/ccschem.022.202202158

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圆偏振发光（CPL）材料在信息加密、光电器件、三维光学显示等领域有着广阔的应用前景，通过共价修饰、掺杂、超分子共组装手性化合物等方法已开发出一系列CPL材料。然而，如何将小分子结构基元的手性放大以制备动态可控的CPL材料仍然具有挑战。
        近日，华东理工大学化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心曲大辉教授课题组在动态化学调控分子发光的研究中取得了重要进展，相关研究成果发表在Angewandte Chemie International Edition上 (2022, DOI: 10.1002/anie.202207405)。
        该工作设计合成了具有本征手性的结构基元（MPBI），MPBI在拥挤烯烃核心（overcrowded-alkene core）的上下部分分别共价键合苝酰亚胺荧光团，通过苝酰亚胺荧光团的π-π堆叠作用形成纳米纤维组装体，将结构基元的手性信号放大并传输到组装体中，进而分别诱导产生左旋或右旋CPL信号；同时在紫外光照下利用拥挤烯烃核心的顺反异构过程破坏了纳米纤维组装体的π-π堆叠作用，导致CPL信号的消失，构建了首个基于拥挤烯烃分子马达结构基元的光控CPL超分子自组装体系。

基于拥挤烯烃-苝酰亚胺分子基元的超分子光控圆偏振发光材料示意图

        苝酰亚胺基元具备大的π共轭体系，在低极性的溶剂中易发生自组装，形成有序的组装体结构，因此通过改变溶剂可控制MPBI组装行为。在非极性溶剂甲基环己烷中，通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、TEM、DLS和CD光谱等方法表明手性纯cis-MPBI自组装成具有π-π堆叠作用的纳米纤维结构诱导产生CPL信号，如(R, M)-MPBI组装成直径为1427 nm左右的组装体，产生l-CPL信号，glum值为5.4x10-3，实现了手性信号从分子层面放大到组装体层面；而在大极性溶剂中，cis-MPBI不产生π-π堆叠自组装体，因此没有观察到CPL信号。另一方面由于拥挤烯烃核心的光致顺反异构性能，紫外光照下cis-MPBI分子构型的变化导致组装体形貌从纳米纤维转变为纳米小球，π-π堆叠作用的破坏使得CPL信号消失，成功构建了第一个基于拥挤烯烃-苝酰亚胺基元的超分子光控动态CPL体系，不仅为可控CPL材料提供了新思路，也为扩展CPL材料在未来生物传感和生物医用领域应用提供了机会，促进新一代可控CPL材料的发展。
       该工作由时召涛博士在曲大辉教授的指导下完成，并得到了田禾院士的悉心指导。该研究工作得到了国家自然科学基金委杰出青年基金、重大项目、基础科学中心、上海市市级重大科技专项等项目资金的支持。
         文章信息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202207405.