中国科学院上海有机化学研究所黄晓宇

dasaochu

黄晓宇，上海有机所研究员。1989年进入南京大学少年班高分子化学专业学习，获理学学士学位；1993年至1998年就读复旦大学高分子科学系高分子化学与物理专业，获理学博士学位；1998年至1999年、2000年至2001年分别在加拿大多伦多大学和美国阿克伦大学进行博士后研究工作。2001年7月至今，为中国科学院上海有机化学研究所研究员，高分子材料研究室副主任、课题组长，博士生导师。2001年7月黄晓宇入选“百人计划”，回国后先后主持承担了国家自然科学基金和“863”计划等多项科研任务，主要研究领域包括：活性自由基聚合、自组装和含氟高分子。


姓 名:黄晓宇        
性 别:男
职 称:研究员        
学 历:博士研究生
电 话:021-54925310        
传 真:021-64166128
电子邮件:xyhuang@mail.sioc.ac.cn        
个人主页:
通讯地址:上海市零陵路345号　200032        
简历：
1989.09-1993.06 南京大学少年班高分子化学专业，获理学学士学位
1993.09-1998.06 复旦大学高分子科学系高分子化学与物理专业，获理学博士学位
1998.11-1999.12 加拿大多伦多大学(The University of Toronto)化学系博士后
2000.01-2001.03 美国阿克伦大学(The University of Akron)高分子科学系博士后
2001.07- 至今 中国科学院上海有机化学研究所研究员，课题组长，博士生导师
研究方向：高分子合成化学和高分子材料性能的研究
专家类别：百人；研究员
职务：有机功能分子合成与组装化学重点实验室主任、课题组长
代表论著：
1. Binbin Xu, Chun Feng, Xiaoyu Huang* “A versatile platform for precise synthesis of asymmetric molecular brush in one shot”, Nat. Commun. 2017, 8, 333.
2. Wenhao Qian, Tao Song, Mao Ye, Peicheng Xu,* Guolin Lu, Xiaoyu Huang* “PAA-g-PLA amphiphilic graft copolymer: synthesis, self-assembly, and drug loading ability”, Polym. Chem. 2017, 8, 4098.
3. Daliao Tao, Chun Feng,* Yinan Cui, Xian Yang, Ian Manners, Mitchell A. Winnik,* Xiaoyu Huang* “Monodisperse fiber-like micelles of controlled length and composition with an oligo(p-phenylene vinylene) core via “living” crystallization-driven self-assembly”, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7136.
4. Binbin Xu, Yajing Liu, Xiaowen Sun, Jianhua Hu,* Ping Shi, Xiaoyu Huang* “Semi-fluorinated synergistic non-fouling/fouling-release surface”, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 16517.
5. Xue Jiang, Ruru Li, Chun Feng,* Guolin Lu, Xiaoyu Huang* “Triple-stimuli- responsive ferrocene-containing homopolymer by RAFT polymerization”, Polym. Chem. 2017, 8, 2773.
6. Yurong Que, Chun Feng,* Guolin Lu, Xiaoyu Huang* “Polymer-coated ultrastable and biofunctionalizable lanthanide nanoparticles”, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 14647.
7. Xue Jiang, Chun Feng,* Guolin Lu, Xiaoyu Huang* “Oxygen and carbon dioxide dual gas-responsive homopolymers and diblock copolymers synthesized by RAFT polymerization”, Polym. Chem. 2017, 8, 1163.
8. Yang Yang, Jing Dai, Yongjun Li,* Mingchen Jia, Xiaoyu Huang* “Less defective fluorine-containing graphene with good dispersity: preparation, characterization, and application in transparent conductive thin film”, Carbon 2017, 115, 285.
9. Fangxu Sun, Guolin Lu, Chun Feng, Yongjun Li, Xiaoyu Huang* “A PHEA-g-PEO well-defined graft copolymer exhibiting the synchronous encapsulation of both hydrophobic pyrene and hydrophilic Rhodamine 6G”, Polym. Chem. 2017, 8, 431.
10. Binbin Xu, Wenqiang Yao, Yongjun Li,* Sen Zhang, Xiaoyu Huang* “Perfluorocyclobutyl aryl ether-based ABC amphiphilic triblock copolymer”, Sci. Rep. 2016, 6, 39504.
11. Yurong Que, Zhong Huang, Chun Feng,* Yang Yang, Xiaoyu Huang,* “Photoredox-mediated ATRP: a facile method for modification of graphite fluoride and graphene fluoride without deoxygenation”, ACS Macro Lett. 2016, 5, 1339.
12. Fangxu Sun, Chun Feng,* Haoyu Liu, Xiaoyu Huang* “PHEA-g-PDMAEA well-defined graft copolymer: SET-LRP synthesis, self-catalyzed hydrolysis, and quaternization”, Polym. Chem. 2016, 7, 6973.
13. Mingchen Jia, Yongjun Li,* Chunqing He, Xiaoyu Huang* “Soluble perfluorocyclobutyl aryl ether-based polyimide for high-performance dielectric material”, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 26352.
14. Yang Yang, Yongjun Li,* Zhong Huang, Xiaoyu Huang* “(C1.04H)n: a nearly perfect pure graphane”, Carbon 2016, 107, 154.
15. Yongjun Li,* Zukai Jian, Meidong Lang, Chunming Zhang, Xiaoyu Huang* “Covalently functionalized graphene by radical polymers for graphene-based high-performance cathode materials”, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 17352.
16. Wenhao Qian, Xuemei Song, Chun Feng, Peicheng Xu,* Xue Jiang, Yongjun Li, Xiaoyu Huang* “Construction of PEG-based amphiphilic brush polymer bearing hydrophobic poly(lactic acid) side chains via successive RAFT polymerization and ROP”, Polym. Chem. 2016, 7, 3300.
17. Yinan Cui, Xiuyu Jiang, Guangxin Gu,* Jie Xu, Xiaoyu Huang* “First double hydrophilic graft copolymer bearing poly(2-hydroxylethyl acrylate) backbone synthesized by sequential RAFT polymerization and SET-LRP”, Polym. Chem. 2016, 7, 3156.
18. Zhong Huang, Aishun Ding, Hao Guo,* Guolin Lu, Xiaoyu Huang* “Construction of nontoxic polymeric UV-absorber with great resistance to photoaging”, Sci. Rep. 2016, 6, 25508.
19. Zhong Huang, Chun Feng,* Hao Guo, Xiaoyu Huang* “Direct functionalization of poly(vinyl chloride) by photo-mediated ATRP without deoxygenation procedure”, Polym. Chem. 2016, 7, 3034.
20. Binbin Xu, Chun Feng,* Jianhua Hu,* Ping Shi, Guangxin Gu, Lei Wang, Xiaoyu Huang* “Spin-casting polymer brush films for stimuli-responsive and anti-fouling surfaces”, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 6685.
21. Yurong Que, Yajing Liu, Wei Tan, Chun Feng,* Ping Shi, Yongjun Li, Xiaoyu Huang* “Enhancing photodynamic therapy efficacy by using fluorinated nanoplatform”, ACS Macro Lett. 2016, 5, 168.
22. Binbin Xu, Guangxin Gu, Chun Feng,* Xue Jiang, Jianhua Hu,* Guolin Lu, Sen Zhang, Xiaoyu Huang* “(PAA-g-PS)-co-PPEGMEMA asymmetric polymer brush: synthesis, self-assembly, and encapsulating capacity for both hydrophobic and hydrophilic agents”, Polym. Chem. 2016, 7, 613.
23. Jing Dai, Yongjun Li,* Zhong Huang, Xiaoyu Huang* “Pyrrolidine- functionalized fluorine-containing graphene sheets”, New J. Chem. 2015, 39, 9586.
24. Chun Feng, Chao Zhu, Wenqiang Yao, Guolin Lu,* Yongjun Li, Xuliang Lv,* Mingchun Jia, Xiaoyu Huang* “Constructing semi-fluorinated PDEAEMA-b- PBTFVBP-b-PDEAEMA amphiphilic triblock copolymer via successive thermal step-growth cycloaddition polymerization and ATRP”, Polym. Chem. 2015, 6, 7881.
25. Xue Jiang, Chun Feng,* Guolin Lu, Xiaoyu Huang* “Application of named reactions in polymer synthesis”, Sci. China Chem. 2015, 58, 1695.
26. Chun Feng, Wenqiang Yao, Guolin Lu,* Yongjun Li, Xiaoyu Huang* “Main-chain PPEGMEMA-b-PBTFVPP-b-PPEGMEMA perfluorocyclobutyl aryl ether-based amphiphilic ABA triblock copolymer: synthesis and self-assembly”, RSC Adv. 2015, 5, 77388.
27. Guolin Lu, Xiaojun Jiang, Yongjun Li, Xuliang Lv,* Xiaoyu Huang* “Synthesis and self-assembly of PMBTFVB-g-PNIPAM fluorine-containing amphiphilic graft copolymer”, RSC Adv. 2015, 5, 74947.
28. Hao Liu, Sen Zhang, Chun Feng,* Yongjun Li, Guolin Lu, Xiaoyu Huang* “Synthesis and self-assembly of fluorine-containing amphiphilic graft copolymer bearing perfluorocyclobutyl aryl ether-based backbone and poly(acrylic acid) side chains”, Polym. Chem. 2015, 6, 4309.
29. Guolin Lu, Hao Liu, Haifeng Gao,* Chun Feng,* Yongjun Li, Xiaoyu Huang* “Construction of semi-fluorinated amphiphilic graft copolymer bearing poly(2-methyl-1,4-bistrifluorovinyloxybenzene) backbone and poly(ethylene glycol) side chains via the grafting-onto strategy”, RSC Adv. 2015, 5, 39668.
30. Xue Jiang, Chun Feng,* Guolin Lu, Xiaoyu Huang* “Synthesis of temperature and pH/CO2 responsive homopolymer bearing oligo(ethylene glycol) unit and N,N-diethylamino ethyl group and its solution property”, Polymer 2015, 64, 268.
31. Chunhong Ren, Xunwei Liu, Xue Jiang, Gang Sun,* Xiaoyu Huang* “Polyisobutylene-b-poly(N,N-diethylacrylamide) well-defined amphiphilic diblock copolymer: synthesis and thermo-responsive phase behavior”, J. Polym. Sci. Polym. Chem. 2015, 53, 1143.
32. Yurong Que, Chun Feng,* Sen Zhang, Xiaoyu Huang* “Stability and catalytic activity of PEG-b-PS capped gold nanoparticles: a matter of PS chain length”, J. Phys. Chem. C 2015, 119, 1960.
33. Zhiyuan Xu, Shaojia Zhu, Mingwei Wang, Yongjun Li, Ping Shi,* Xiaoyu Huang* “Delivery of paclitaxel using PEGylated graphene oxide as a nanocarrier”, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 1355.
34. Zhanzhan Liu, Shaojia Zhu, Yongjun Li, Yongsheng Li,* Ping Shi,* Zhong Huang, Xiaoyu Huang* “Preparation of graphene/poly(2-hydroxyethyl acrylate) nanohybrid material via “grafting-from” strategy at ambient temperature”, Polym. Chem. 2015, 6, 311.

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以中国科学院上海有机化学研究所为第一完成单位、复旦大学为第二完成单位，由黄晓宇研究员等人完成的成果“高效接枝策略构建纳米生物功能材料”获得本年度上海市自然科学一等奖。

“高效接枝策略构建纳米生物功能材料”在国家自然科学基金委、科技部、中科院和上海市的大力资助下，围绕“聚合物分子刷的高效制备”这一挑战性课题，创新发展了一系列制备功能聚合物分子刷的高效策略，得到了不同维度的聚合物分子刷基生物功能材料，并系统研究了聚合物分子刷结构-性能之间的关系，取得了以下具有国际领先水平的原创性研究成果：

    1. 创新发展了以“多重功能性单体”为核心的高效制备功能性聚合物分子刷的新思路。由于聚合物分子刷具有独特的分子拓扑结构，如何高效而简便地制备具有特定结构和功能的聚合物分子刷始终是高分子合成化学中的一个挑战性问题。我们将“多重功能性单体”策略运用到不同结构和功能的聚合物分子刷的高效制备中，制备得到了一系列具有新颖结构和功能的一维聚合物分子刷，并系统研究和揭示了聚合物分子刷的化学组成和结构对其相关性质的影响规律。

    2. 发展了系列制备基于二维聚合物分子刷的复合功能材料的高效策略，并应用于制备氧化石墨烯聚合物分子刷基药物传输体系，构建了具有高水溶性、低细胞毒性和高生物相容性的药物传输体系。

    3. 发展了多种制备基于三维聚合物分子刷的复合功能材料的高效策略，并应用于制备基于金和介孔二氧化硅等有机/无机杂化纳米生物功能材料中，制备了具有良好生物相容性的介孔二氧化硅基三维聚合物分子刷复合体系，这类材料可作为优异的智能药物可控传输体系。

    迄今已发表相关SCI论文128篇，其中在Chem. Soc. Rev.、Macromolecules、ACS Macro Lett.、ACS Appl. Mater. Interface和Polym. Chem.等国际学术刊物上发表113篇，他引共计2083次。其中8篇代表性论文共计他引595次，单篇最高149次，篇均74次。授权中国发明专利4项。累计培养博士22名，硕士13名， 6人被评为中国科学院或上海市优秀毕业生。主要完成人黄晓宇、冯纯和杨东入选上海市“青年科技启明星计划”。鉴于主要申请人在学术界的影响，近年来应邀在Chem. Soc. Rev.、Polym. Chem.、J. Phys. Chem. B、Polymer和Sci. China Chem.上发表相关综述文章6篇。研究成果对高分子化学及纳米功能材料等领域具有重要意义，极大地推动了高分子材料科学的研究和发展。

tianlengla

中科院上海有机所黄晓宇研究员系统评述：聚合物分子刷的高效合成与应用

一维、二维和三维聚合物分子刷是指聚合物链分别接枝到线性聚合物、平面基质和球形粒子表面上形成的独特聚合物体系。一维聚合物分子刷也称为接枝共聚物，它是指聚合物侧链密集接枝到线性聚合物链上所形成的共聚物。一维聚合物分子刷所具有的紧凑的结构可以产生一些独特的性质，例如蠕虫状构象、紧凑的分子尺寸和显著的链端效应。二维和三维聚合物分子刷是指聚合物链密集地连接在各种有机或无机基质表面上所形成的聚合物复合体系。该聚合物复合体系不仅保留了基质所具有的性质，聚合物链的引入还赋予了复合体系特殊的性质，例如防腐蚀性、胶体稳定性、抗粘附性能、刺激响应性、润滑性和摩擦性等。但是聚合物分子刷的高效可控制备仍然是该领域的一个关键问题，在某种程度上仍是一个挑战。另外，也需要发展性能优异的聚合物分子刷基功能材料。

  鉴于此，中国科学院上海有机化学研究所黄晓宇研究员课题组近年来着力于研究聚合物分子刷类材料，实现了一维、二维、三维聚合物分子刷的高效可控制备，并通过相关实例展现了聚合物分子刷基材料在药物输送载体、防污涂层、催化和锂离子电池等领域的广阔应用前景。

  在该课题组近期发表于《高分子学报》的最新专论中(高分子学报, 2018, (12):  1467-1481), 他们开发了基于“三重功能性单体”为核心的高效合成一维聚合物分子刷的策略。该策略具有普适性，可用于制备适用于ATRP、RAFT、ROP聚合的侧链以及其他端基可进行偶联反应的侧链。所得一维聚合物分子刷的接枝密度、主链侧链的化学结构以及接枝密度具有良好的可控性。

  鉴于ATRP和铜催化的炔叠氮化物环化(Cu-catalyzed alkyne-azide cyclization, CuAAC)点击反应使用相同催化体系，而且反应不会相互干扰，该课题组又发展了一步法高效可控合成不对称聚合物分子刷的新策略。首先制备了含有可聚合的双键、ATRP引发基团和炔基的三重功能性单体(图2)。然后通过RAFT聚合得到了每个重复单元上同时含有炔基和ATRP引发基团的聚(Br-丙烯酸酯-炔烃)(poly(Br-acrylate-alkyne), PBAA)主链。基于含两个不同的活性位点(炔基和Br)的双功能主链PBAA，通过ATRP和CuAAC点击偶联反应相结合的接枝策略，一步法合成了一系列不对称(Janus型)一维聚合物分子刷。由于ATRP和CuAAC优异的官能团容忍性、良好的侧链链长和接枝密度的可调性及操作简单等优点，该策略被认为是可控合成复杂不对称一维聚合物分子刷通用且有效的方法。

  该课题组还发展了通过非共价途径以及活性结晶驱动自组装来构建非共价一维聚合物分子刷的策略。虽然该策略只适用于具有可结晶嵌段的共聚物，但该策略不仅可在纳米尺度上精确调控非共价聚合物分子刷的组成，还可获得尺度更大的微米级的聚合物分子刷。

  二维和三维聚合物分子刷的制备虽然有了明显进步，但由于其表面的化学“惰性”在无机球形和平面结构上高效可控地引入聚合物分子链仍是一项挑战。但是二维和三维聚合物分子刷由于结合了无机纳米结构基质的功能，如磁性，光学，电子和机械性能及聚合物的性质，包括刺激响应性、超疏水性和防污性等，因此，具有结构衍生性和协同效应的这类复合体系被认为是一类具有广泛应用前景的功能材料。在药物运输载体方面，该课题组制备了基于物理吸附的GO-PEG/PTX和基于共价键连接的GO-PEG-PTX，并研究了它们的细胞毒性。与游离的PTX相比，相同药物浓度下GO-PEG/PTX以及GO-PEG-PTX的细胞毒性更大。而载体GO-PEG对细胞基本没有毒性，载药体系的细胞毒性完全来自负载的PTX。

  在防污应用上，该课题组首先通过一步法合成了一系列PA-g-PFMA/PEG的Janus型不对称聚合物分子刷，其具有独特的致密双刷状结构，具有non-fouling性质的PEG和具有fouling-release性质PFMA侧链密集分布在聚合物主链的重复单元上。通过抗细胞黏附实验证明对于双接枝共聚物表面，HaCaT细胞很难黏附，细胞倾向于聚集成簇。这是因为双接枝共聚物表面具有优异的抗生物污染能力，导致表面极度缺乏细胞的黏附作用点，细胞很难黏附。但是空白表面没有抗生物污染能力，表面存在大量黏附作用点，细胞很容易黏附、分散在表面。

  总结以上研究成果，该课题组将有机化学和高分子化学相结合，开发了基于“三重功能性单体”为核心的高效合成一维聚合物分子刷的新策略。还发展了通过非共价途径-活性结晶驱动自组装来构造非共价键一维聚合物分子刷。在探究一维、二维、三维聚合物分子刷的可控制备的基础上，还探究了聚合物分子刷在药物输送、防污涂层以及锂离子电池等方面的应用。

  链接地址：http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/newcreate/gfzxb20180199fengchunhuangxiaoyu.pdf

sandongqi

以中国科学院上海有机化学研究所为第一完成单位、上海市刑事科学技术研究院为第二完成单位，由黄晓宇研究员等人完成的成果“聚合物分子刷及其功能材料”获得本年度上海市自然科学一等奖。
“聚合物分子刷及其功能材料”项目围绕“高性能聚合物分子刷基功能材料的高效可控制备”这个挑战性科学难题，取得了具有国际创新水平的原创性研究成果：
　　（1）项目组以新结构基元创制为基础，提出了“三重功能性单体”新概念，开发了系列“三重功能性单体”，发展了基于“三重功能性单体”的一维共价键型聚合物分子刷的高效可控制备方法；突破了高分子链长多分散性的传统观念，发展了基于“单一链长共轭组装基元”的活性结晶驱动自组装策略，高效可控制备了长度/组成/序列结构精准可控的一维超分子型共轭聚合物分子刷；基于聚合物分子刷独特的致密刷型结构及结构的精准可调性，研究并揭示了聚合物分子刷的结构与其性能间内在规律，制备了系列具有优异抗污、疾病诊疗和催化性能的功能材料。
　　（2）基于不同基质表面功能基团的共性和特殊性，通过将高效偶联反应与活性可控聚合相结合，发展了制备具有不同结构和功能的基质表面聚合物分子刷的高效可控普适策略；通过共价键实现了有机聚合物分子刷和无机基质的可控复合，发展了系列具有优异指纹显影、药物传输和电化学储能性能的功能材料；聚合物分子刷基指纹显影材料已在反恐防暴维稳实战一线得到了应用，获得了实战部门的高度认可，满足了国家反恐防暴维稳的重大需求。
　　共发表相关SCI论文109篇，包括Acc. Chem. Res.、J. Am. Chem. Soc.和Nat. Commun.等顶级期刊，他引3876次。5篇代表性论文他引509次，单篇最高159次。获中国发明专利授权10项。培养博士31名，硕士13名，7人被评为上海市优秀毕业生。第一完成人黄晓宇于2018年获批国家杰出青年科学基金，第二完成人冯纯于2021年获批国家自然科学基金优秀青年科学基金。项目的研究成果对有机高分子材料及高分子合成化学等领域具有重要意义，极大地推动了高分子材料科学的研究与发展。