刘绍琴-化学-附件2.doc

申报领域 化学 申请类别 新世纪优秀人才支持计划申 请 书 申 请 人： 刘绍琴 专业技术职务： 教 授 所在学校： 哈尔滨工业大学 通讯地址：黑龙江哈尔滨市南岗区一匡街2号哈工大科学园B1栋505室 联系电话：申请日期： 2009.9.1 主 管 部 门：工业和信息化部 中华人民共和国教育部制填写说明一、编写前要仔细阅读新世纪优秀人才支持计划实施办法。二、编写要严肃认真、实事求是、内容翔实、文字精炼。三、申请类别分为：A类 国内申请人；B类 海外申请人。四、“申报领域”包括： 1.数学；2.物理；3.化学；4.化工；5.农业；6.林业；7.电子科学技术；8.计算机与通讯；9.生物与基础医学；10.医疗卫生与临床；11.药学；12.中医药；13.能源； 14.资源；15.环境；16.传统材料；17.新材料；18.先进制造； 19.管理科学与工程(含工商管理)；20.哲学、马克思主义、思想政治理论教育；21.经济学；22.法学；23.政治学、社会学、民族学；24.教育学、心理学；25.语言学、文学、新闻传播；26.历史学；27.艺术学、体育学。每份申请书选填其中之一。请在申请书、申请人清单上注明申报领域的具体类别，如“语言学、文学、新闻传播（文学）”。五、“专业技术职务”指受聘的专业技术工作岗位，如教授、副教授、研究员、副研究员等。六、如无特殊说明，本表各栏不够填写时，可自行加页。七、申请书页面用A4纸，于左侧加软封面装订成册（请不要用塑料封面或塑料文件夹）。申请材料（包括附件）一般不超过40个页码。一、简表申请人姓 名刘绍琴性别女民族汉出生年月1973.7.21专业技术职务教授行政职务无最终学位及授予国家或地区及学校理学博士，中国，中科院长春应用化学研究所研究方向纳米生物技术电子邮箱所在工作单位（院、系、所、实验室、中心）哈尔滨工业大学基础与交叉研究院微纳米技术中心通讯地址及邮编黑龙江哈尔滨市南岗区一匡街2号哈工大科学园B1栋505室，邮编150080联系电人简历自大学填起起止年月地点学习、工作单位任职2007.1至今2004.5至2006.122000.7至2004.51994.9至1999.121990.9至1994.7哈尔滨市加拿大渥太华德国Potsdam长春武汉哈尔滨工业大学基础与交叉研究院加拿大国家研究委员会马普胶体界面研究所中科院长春应用化学研究所电分析国家重点实验室武汉水利电力大学热动系（现武汉大学）教授NESER Fellow洪堡学者博士生本科主要学术任职美国化学学会Langmuir等杂志论文评阅人。二、主要教学和科研工作经历1994年毕业于武汉水利电力大学（现为武汉大学）应用化学系，获得学士学位。1994年考入中国科学院长春应用化学研究所电分析国家重点实验室硕博攻读，指导老师为汪尔康院士和董绍俊院士(第三世界科学院士)，主要从事无机多酸及相关金属氧化物的组装体系及化学修饰电极的研究，1999年12月获得理学博士学位。2000年7月至2004年5月获德国洪堡基金会及马普奖学金的资助前往马普胶体与界面研究所从事多酸功能组装体系及其光致变色、电致变色器件及生物传感器的制备。2004年至2006年获加拿大自然科学及工程研究委员会(Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada)的资助前往加拿大国家研究委员会（Institute for Chemical Process and Environmental Technology, National Research Council of Canada）从事生物燃料电池的研究。2007年1月起，被聘为哈尔滨工业大学教授。主要研究方向为纳米生物传感器及生物燃料电池的研究。参加863课题两项，高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目一项，黑龙江省重点科技攻关项目一项。讲授生物传感器、高级生物化学、生物医学工程导论、生物医学工程进展专题研究生课程及生物医学工程导论本科生课程。指导博士研究生3人，硕士研究生6名，3名已毕业，1人获黑龙江省优秀毕业生，1人获哈工大校级优秀毕业生及校优秀硕士论文金奖。三、目前正在承担的主要科研任务（不超过10项）项目编号项 目 名 称经费(万元)起止年月负责或参加项目来源1癌症诊治用仿细胞膜纳米载体材料与技术202007.12-2010.11参加8632酶纳米结构传感器382007.12-2010.11子课题负责人8633基于瓷质体的新型药物靶向可控释放技术102008.1-2009.12参加高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目4农药残留快速检测技术52008.1-2010.12参加黑龙江省重点科技攻关项目5量子点/酶纳米复合光学传感器用于食品中有机磷农药残留的检测322010.1-2012.12负责国家自然基金四、近五年主要创新成果、创新点及其科学意义、经济社会效益，国内外同行评价（需附相关证明复印件）申请者主要学术成绩:申请人从1994年开始从事有关无机纳米粒子组装体系的制备及其在显示器件、生物传感、能源等方面的应用研究，建立了制备结构可控的无机纳米超薄膜的方法，设计和建构了具有良好电学、光学和催化活性的有机-无机复合纳米结构材料,为无机纳米粒子在纳米器件的应用提供了一定的依据和理论基础。申请人主要学术成绩如下：（1）作为通讯作者或第一作者在Journal of the American Chemical Society、Advanced materials、Chemical Communications、Journal of Materials Chemistry、Analytical Chemistry、Langmuir等影响因子大于4的国际核心期刊上发表相关的研究论文20篇。总计发表被SCI收录的论文30篇。（2）据SCI统计，所发表文章的总他引次数为564，单篇最高引用次数为104次（见附件）。（3）作为通讯作者或第一作者应邀分别在国际期刊Journal of Materials Chemistry（2009,DOI:10.1039/b911328m）和Pure and Applied Chemistry（2004,76(10), 1847-1867）发表关于纳米生物传感器、无机纳米功能组装体系以及表面活性剂-无机材料组装的研究综述；并在Kluwer出版的NATO系列的英文专著中合著一章（Kurth DG, Liu SQ, Volkmer D, Polyoxometalate Nanoclusters in Tailored Architectures: From Structure to Function, Eds.: E. Coronado, A. Muller, NATO Series, Kluwer，2003）。（4）获2004年吉林省科学技术进步奖一等奖(第二完成人，项目名称: 功能化电极界面的研究从化学修饰到自组装，完成人: 董绍俊、刘绍琴、刘柏峰、程广金、李壮、牛利、谢远武、车广礼、王宝兴、朱永春、李一峻、牛建军、程龙、刘建允、申燕，完成单位: 中国科学院长春应用化学研究所)。（5）2000年获日本学术振兴会奖学金(未成行),2000-2002年度获德国洪堡奖学金，2004-2006年度获加拿大国家科学技术研究委员会奖学金。2008年黑龙江省政府津贴。申请者创新性的研究成果及其科学意义如下：（1）层层自组装技术制备无机纳米粒子-聚合物复合纳米结构薄膜及其应用研究。创新点：作为主要贡献者，利用无机纳米粒子和有机聚电解质之间的静电相互作用，采用层层自组装的超薄膜制备技术，设计和构筑了结构可控和具有特殊物理和化学性质的无机-有机纳米复合组装体系。申请者系统地研究了纳米粒子和聚电解质层层自组装多层的性质及功能，揭示了成膜条件对纳米薄膜材料的影响，阐明了结构和多种物化性质（如表面浓度、相互作用、渗透性质、微环境等）可控的无机纳米粒子/聚合物功能组装体系的制备机理。该研究工作为设计和构建各种结构可控的无机纳米粒子薄膜提供了一定的理论指导和实验依据，其结果发表在J. Am. Chem. Soc.（2002, 124 (41)，12279）上。截止2009年8月此研究论文的他引次数为87次。在实现了无机纳米薄膜材料可控设计的基础上，申请者制备了一系列性能优异的的无机-有机纳米复合功能材料，并将它们应用于电催化、光致变色、电致变色器件及生物传感器等领域。以电致变色器件为例，多酸为一类尺寸高度均一的无机纳米粒子，具有与MoO3、WO3等氧化物相似的组成与结构，因此大多数多酸显示出与上述氧化物相似的光致/电致变色性质。申请者制备了性能优异的多酸-聚合物光致变色、电致变色、光致/电致变色双模式以及光致荧光开关器件。相关结果分别发表在Adv.Mater.（2002,14,225）、Langmuir（2006，22，1949）等国际知名期刊上。例如，多酸-聚电解质电致变色器件有以下特点：第一，稳定性好，经过3000次循环后，电致变色的性质没有明显的变化；第二，响应快，只有几秒。该响应时间只有报道的电色器件的十分之一或百分之一；第三，对比度高，不到1微米厚度的多酸和聚电解质多层膜的吸光度变化就可以达到1，完全可以满足实际应用的需要；第四，有足够强的光学记忆能力；第五，操作电压低和能量补偿小（Adv. Mater.2002,14(3),225）。截止2009年8月此工作的他引次数为99次。申请者还利用无机纳米粒子特殊的光、电、催化性质采用层层组装的方法制备了各种可应用现场检测的生物传感器如可检测一氧化氮、pH、血糖以及食品中农药残留的传感器。相关结果分别发表在Anal. Chem.（2004，76，4579）、Chem. Commun.（2002，976）、Langmuir（2009，25，6580-6586）等。例如葡萄糖检测的量子点/葡萄糖氧化酶纳米结构光学传感器可直接用于血清样品中血糖的检测，不需对样品进行任何预处理，检测结果与医院检测的结果相吻合。作为通信作者，相关结果已发表在Langmuir（2009，25，6580-6586）。科学意义：建立了制备无机纳米结构超薄膜的自组装方法，设计和构建了结构可控的无机-有机纳米复合功能组装体系，成功地将无机纳米粒子功能化薄膜用于显示器件及生物传感器等领域，揭示了无机-有机纳米复合薄膜在器件应用上高稳定性，快响应性和高灵敏性等独特的优点，从而为其在器件方面的应用提供了一定的基础。作为通讯联系人和第一作者分别受邀在国际期刊J.Mater.Chem.(2009,DOI: 10.1039/ b911328m)、J. Clus. Sci. (2003, 14(3), 405-419）上撰写关于纳米粒子自组装用于生物/化学传感及多酸功能化薄膜的研究综述。并在Kluwer出版的NATO 英文系列丛书中与他人合著一章，详细地评述了多酸纳米结构材料的构筑，性质和应用前景（Polyoxometalate Nanoclusters in Tailored Architectures: From Structure to Function, Eds.: E. Coronado, A. Muller, NATO Seials, Kluwer, 2003）。此外，申请人作为第二完成人获得2004年吉林省科学技术进步奖一等奖。 (项目名称: 功能化电极界面的研究从化学修饰到自组装，完成人: 董绍俊、刘绍琴、刘柏峰、程广金、李壮、牛利、谢远武、车广礼、王宝兴、朱永春、李一峻、牛建军、程龙、刘建允、申燕，完成单位: 中国科学院长春应用化学研究所)（2）无机多酸纳米核-壳结构的制备和应用。创新点：申请者采用配体置换（ligand-exchange）两步法来制备无机多酸纳米核-壳结构。即利用各种不相溶的有机-水两相界面,有机相中的双亲分子取代水相中多酸纳米粒子表面的对离子，从而将多酸粒子萃取到有机相中。在静电引力的作用下，长链的双亲分子紧密地堆积在多酸粒子的表面，形成了新的多酸核-壳结构的超分子体系。基于足够强的静电作用，不同类型的有机双亲分子能稳定地吸附于多酸粒子的表面，从而有效地控制了多酸的表面性质。这种方法来制备多酸纳米组装体具有方法简单，得到的产物结构容易控制，易加工等优点。此外，组装产物的双亲分子壳还可实现直接与不同类型的生物分子联用。申请者揭示了表面活性剂的种类和表面密度对于控制多酸核-壳功能组装体系的结构和其光、电、磁及非线性光学性质的重要影响，并通过Langmuir-Blodgget技术将多酸和双亲分子复合物的单层膜和多层膜转移到各种基底表面，并对其性质进行了系统研究。相关研究结果发表在国际期刊Langmuir（2000, 16(13), 5806）、Thin Solid Films（1999，339,277-283）和Adv.Funct. Mater(2009,19,642)。科学意义：建立了设计和合成无机多酸及有机双亲分子核壳结构的制备方法，阐明了纳米核壳结构与其功能之间的构效关系，为将来制备和应用多功能多酸纳米复合物体系提出了一条可行的路径。由于在无机多酸核壳结构研究方面的贡献，应国际化学组织（国际纯化学与应用化学联盟）的邀请在其官方杂志Pure and Applied Chemistry以第一作者发表综述（2004,76(10),1847-1867）。五、近五年重要论著及被引用情况（不超过10篇、部，其中5篇学术代表作附复印件；人文社会科学被引情况仅限CSSCI）论文、专著名称年份学术期刊或出版社名称（影响因子）卷（期）页作（著）者名次引用（他引）次数Nanoparticle assemblies for biological and chemical sensing2009Journal of Materials Chemistry （4.646）19In press1（通讯作者）0BioinspiredSynthesisofVerticallyAlignedZnONanorodArrays:TowardsGreenerChemistry2009CrystalGrowth&Design(4.215)cg-2009-00634t接受6（通讯作者）0Glucose biosensor based on nanocomposite films of CdTe quantum dots and glucose oxidase2009Langmuir (4.097)25(11)6580-65866（通讯作者）0Organized nanostructured complexes of polyoxometalates and surfactants that exhibit photoluminescence and electrochromism2009Advanced Functional Materials (6.808)19(4)642-65220Recent advances in nanosensors for organophosphate pesticide detection2008Advanced Powder Technology (0.716)19(5)419-4411（通讯作者）1（1）Polyoxometalate-based electro- and photochromic dual-mode devices2006Langmuir (4.097)22(5)1949-1951131（30）From molecular modules to modular materials2004Pure and Applied Chemistry (2.237)76(10)1847-1867116（15）Smart polyoxometalate-based nitrogen monoxide sensors2004Analytical Chemistry (5.712)76(15)4579-4582126（25）Controlled permeability in polyelectrolyte films via solvent treatment2005Chemistry of Materials (5.046)17(20)4992-4999210（10）The structure of self-assembled multilayers with polyoxometalate nanoclusters2002Journal of the American Chemical Society(8.091)124(41)12279-12287191（87）A thin-film electrochromic device based on a polyoxometalate cluster2002Advanced Materials (8.191)14(3)2251104（99）六、近五年授权发明专利及转让情况（附授权专利证书复印件）专利名称授权专利号年份授权国家或地区本人名次经济效益（万元）元）在碳基底上制备有机单分子层自组膜的电化学方法00104583.02002中国1七、近五年获奖目录（限填国际学术性奖励、国家级科研或教学奖励以及省部级科研成果一等奖以上或者相当的奖励，并附证书复印件）获奖项目名称 奖励类别（等级）授予单位获奖时间本人排名功能化电极界面的研究从化学修饰到自组装吉林省科学技术进步一等奖吉林省科技厅20042燃料电池加拿大自然科学与技术委员会奖学金加拿大自然科学与技术委员会2004-20061八、获资助后拟开展的主要研究内容、关键科技问题及预期成果研究内容、关键科技问题：生命科学与生物技术、信息科学与技术和纳米科学与技术是当今世界三大新兴的科技领域。纳米科技的重要科学价值和广阔应用前景正在逐步为人们所认识。美国伯明翰大学的菲利普教授指出：“纳米技术最终目的还在于生活本身。”因此将纳米技术应用于人们生活，提高人们生活质量是众多科学家追求的目标。由于纳米技术的小尺寸优势，与生物医学，特别是分子医学、细胞学、药物代谢动力学等研究领域的特点非常吻合。因此，纳米技术在生物医学领域的应用前景是毋庸置疑的。纳米技术与生物医学的结合产生了一个新兴的学科-纳米生物技术，纳米生物技术是纳米科学、生物等多学科交叉的研究领域，是纳米科技领域中最活跃的研究方向之一。瞄准国内外军事、医药卫生和能源领域关注的问题，特别是纳米生物传感器、纳米药物以及洁净新能源等方面，通过化学、材料科学、生命科学和能源科学等几门学科的交叉与融合，将纳米技术与生物技术有机结合，充分利用哈工大国防院校和工科优势，在纳米材料和结构功能材料研究的基础之上，进而开发新材料和新方法，发展更快、更可靠和更灵敏的生物传感器和疾病分析系统，申请人拟在纳米生物技术领域开展以下一系列在国内外具有特色的前沿课题研究：纳米生物传感器。生命过程动态生化信息的获取与解析是认识生命现象和规律以及疾病诊断和预后等的基础。生物化学传感技术是生物医学领域中主要的分析检测技术之一。然而由于生命过程研究的特殊性，需要发展能适应生物活体微区、原位、实空分辨、动态、超灵敏（单分子）分析的新原理和新方法。而传统的生物传感技术受到一定的局限。因此，纳米科技的迅速发展可改善和提高生物传感器的性能，为更好地获取生化信息特别是动态过程生化信息展露出诱人的发展前景，为研制灵敏度高、选择性好、使用寿命长、尺寸小的生物传感器创造了新的机遇。申请人拟将纳米材料引入生物传感研究，利用纳米粒子的小尺寸和特殊的光、电、磁等物理化学性质制备纳米生物探针及器件，实时、动态探测单细胞中单分子的运动规律及生化反应性能；利用纳米粒子的表面效应对生物信号进行放大，为医学诊断、环境分析以及大家关心的食品安全检测研发更快、更可靠和更灵敏目视化生物芯片；采用纳米结构设计与加工技术研制微米级甚至纳米级、具有多功能的微型化生物传感集成装置。肿瘤细胞的靶向治疗。恶性肿瘤是影响人类健康的主要疾病之一,也是人类生命的主要“杀手”之一。通过将靶向分子修饰在抗肿瘤药物的表面，使药物瞄准肿瘤部位，在局部保存相对高的浓度，而对正常组织细胞作用较小；研究控制药物释放的聚合物膜包裹纳米材料，延长药物的时间，提高对肿瘤的杀伤力。生物燃料电池。在当今全球能源紧张、油价高涨的时代，寻找新能源作为化石燃料的替代品是当务之急。申请人拟将纳米技术用于生物燃料电池，研制新型的生物燃料电池；通过对燃料电池中聚电解质膜纳米结构的设计和优化，降低直接醇类燃料电池中普遍存在的燃料渗透现象（燃料由燃料极一侧向空气极一侧渗透的现象），从而提高燃料电池的功率。预期成果： 1）在基础研究方面：力争3年内在纳米生物技术的前沿领域取得一些重要突破，形成一些原始创新的新思想、新方法、新材料。在相关领域国际著名期刊发表8篇左右高水平的研究论文。2）在高技术研究方面：取得若干具有自主知识产权的创新性重大成果，争取3年内申请发明专利不少于2项。3）在人才培养方面：力争3年内培养出3-5名硕士生，3-5名博士生。九、经费预算开户单位名称哈尔滨工业大学开户银行帐号3500040109008900513预 算 支 出 科 目金 额（万元）预 算 根 据 1. 科研业务费测试/分析费5电镜、共聚集激光显微镜、原子力显微镜、核磁、质谱等测试与分析能源/动力费2实验所需动力、能源费会议费/差旅费