南京航空航天大学材料科学与技术学院胡晓玉

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胡晓玉，南京航空航天大学教授，2011年6月毕业于中科院成都生物所，获药物化学理学博士学位；2011年7月—2013年6月，南京大学博士后，2013年7月评为副研究员；2016年6月－2018年5月，德国杜伊斯堡-埃森大学，洪堡高级访问学者（Humboldt Fellowship for Experienced Researcher）；2018年6月起聘为南京航空航天大学教授，研究方向为有机超分子材料化学，主要涉及超分子组装，功能材料及纳米药物载体方面的研究。研究工作以分子设计合成为基础，以分子识别与超分子可控组装为手段，以有机功能材料构筑为导向，旨在实现系列新型“智能”有机超分子组装体系的可控构筑及其功能化。
近年主持国家自然科学基金面上项目和青年项目各一项，江苏省优青项目和青年基金项目各一项，主持德国洪堡基金项目和南京市留学人员科技创新项目（A类）各一项。先后在包括J. Am. Chem. Soc., Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed.,Acc. Chem. Res., Chem. Mater., Small等国际高影响力刊物上发表SCI论文60余篇。研究成果目前已被SCI引用2600余次，单篇最高引用380余次。2018年获得江苏省教育教学与研究成果奖（三等奖，排名第三），以及江苏省科学技术奖一等奖（第七完成人）。担任江苏省化学化工学会大环与超分子专业委员会青年委员；并受邀担任国际SCI学术期刊“RSC Advance”和“Frontiers in Chemistry”的通讯编委，以及“Chinese Chemical Letters”的青年编委。


姓名： 胡晓玉       性别： 女                 职务：
职称： 教授         导师类别：硕士生导师      办公室：1号楼902
研究领域：有机功能材料、纳米药物载体、超分子自组装、超分子聚合物材料
电话： 18761895025                   Email:huxy@nuaa.edu.cn


学术成果：
代表性文章
1).    S. Wang, Z. Xu, T. Wang, T. Xiao, X.-Y. Hu(*), Y.-Z. Shen(*), L. Wang(*). Warm/cool-tone switchable thermochromic material for smart windows by orthogonally integrating properties of pillar[6]arene and ferrocene. Nat. Commun., 2018, 9, 1737. (IF=12.35)
2).    S. Guo, Y. Song, Y. He,X.-Y. Hu(*), L. Wang(*). Highly efficient artificial light-harvesting systems constructed in aqueous solution based on supramolecular self-assembly, Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 3163-3167. (IF=12.10)
3).    X.-Y. Hu(*), L. Gao, S. Mosel, M. Ehlers, E. Zellermann, H. Jiang, S. K. Knauer, L. Wang, C. Schmuck.* From supramolecular vesicles to micelles: Controllable construction of tumor-targeting nanocarriers based on host–guest interaction between a pillar[5]arene-based prodrug and a RGD-sulfonate guest. Small,2018, 14, 1803952. (IF=9.60)
4).    M. Zuo, W. Qian, Z. Xu, W. Shao, X.-Y. Hu(*), D. Zhang(*), J. Jiang(*), X. Sun, and L. Wang(*). Multi-responsive supramolecular theranostic nanoplatform based on pillararene and diphenylboronic acid derivatives for integrated glucose sensing and insulin delivery, Small, 2018, 14, 1801942.(IF=9.60)
5).    M. Zuo, W. Qian, T. Li, X.-Y. Hu,* J. Jiang,* L. Wang.* Full-color tunable fluorescent and chemiluminescent supramolecular nanoparticles for anti-counterfeiting inks, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 39214-39221. (IF=8.10)
6).    W. Shao, X. Liu, G. Sun, X.-Y. Hu,(*) J.-J Zhu, L. Wang. Construction of drug-drug conjugate supramolecular nanocarriers based on water-soluble pillar[6]arene for combination chemotherapy. Chem. Commun., 2018, 54, 9462-9465. (IF=6.29).
7).    Z. Xu, S. Wang, X.-Y. Hu,(*) J. Jiang,(*) X. Sun, L. Wang.(*) Sunlight-induced photo-thermochromic supramolecular nanocomposite hydrogel film for energy-saving smart window. Solar RRL, 2018, 1800204.
8).    X.-Y. Hu(*), M. Ehlers, T. Wang, E. Zellermann, S. Mosel, H. Jiang, J.-E. Ostwaldt, S. K. Knauer, L. Wang, C. Schmuck.* Formation of twisted β-sheet tapes from a self-complementary peptide based on novel pillararene-GCP host-guest interaction with gene transfection properties. Chem.―Eur. J.,2018, 24, 9754-9759. (IF=5.16)
9).    X. Liu, K. Jia,Y. Wang, W. Shao, C. Yao, L. Peng, D. Zhang(*), X.-Y. Hu(*), L. Wang. Dual-responsive bola-type supra-amphiphile constructed from water-soluble pillar[5]arene and naphthalimide-containing amphiphile for intracellular drug delivery. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9. 4843-4850. (IF=8.10)
10).X. Liu, W. Shao, Y. Zheng, C. Yao, L. Peng, D. Zhang, X.-Y. Hu(*), L. Wang.GSH-Responsive supramolecular nanoparticles constructed by β-D-galactose-modified pillar[5]arene and camptotecin prodrug for targeted anticancer drug delivery. Chem. Commun., 2017, 53, 8596-8599. (IF=6.29)
11).L. Gao, T. Wang, K. Jia, X. Wu, C. Yao, W. Shao, D. Zhang, X.-Y. Hu(*), L. Wang(*). Glucose-responsive supramolecular vesicles based on water-soluble pillar[5]arene and pyridylboronic acid derivative for controlled insulin delivery. Chem.―Eur. J.,2017, 23, 6605-6614. (IF=5.16)
12).S. Guo, T. Liang, Y. Song, M. Cheng, X.-Y. Hu(*), J.-J. Zhu(*), L. Wang(*). Supramolecular Polymersomes Constucted from Water-soluble Pillar[5]arene and Cationic Poly(glutamamide)s and Their Applications for Targeted Anticancer Drug Delivery. Polym. Chem., 2017, 8, 5718-5725. (IF=4.93)
13).X.-Y. Hu, X. Liu, S. Qin, W. Zhang, C. Yao, Y. Li, D. Cao, L. M. Peng, L. Wang(*). Controllable construction of biocompatible supramolecular micelles and vesicles by water-soluble phosphate pillar[5,6]arenes for selective anti-cancer drug delivery, Chem. Mater., 2016, 28, 3778-3788. (IF=9.89)
14).S. Guo, X. Liu, C. Yao, C. Lu, X.-Y. Hu(*), L. Wang(*). Photolysis of a bola-type supra-amphiphile promoted by water-soluble pillar[5]arene-induced assembly, Chem. Commun., 2016, 52, 10751-10754. (IF=6.29)
15).X. Wu, Y. Yu, L. Gao, X.-Y. Hu,* L. Wang.* Multi-responsive supramolecular gel constructed by pillar[5]arene-based pseudo[2]rotaxanes via orthogonal metal-ligand coordination and hydrogen bonding interaction, Org. Chem. Front., 2016, 3, 966-970. (IF=5.46)
16).X. Wu, L. Gao, X.-Y. Hu(*) L. Wang. Supramolecular drug delivery systems based on water-soluble pillar[n]arenes, Chem. Rec., 2016, 16, 1216-1227. (IF=4.89)
17).Y. Cao, Y. Li, X.-Y. Hu(*), X. Zou,S. Xiong, C. Lin, L. Wang(*). Supramolecular nanoparticles constructed by DOX-based prodrug with water-soluble pillar[6]arene for self-catalyzed rapid drug release, Chem. Mater., 2015, 27, 1010-1019. (IF=9.89)
18).   X.-Y. Hu, Y. Cao, Y. Li, K. Jia, S. Qin, F. Zhou, C. Lin, D. Zhang, L. Wang(*). Dual photo- and pH-responsive supramolecular nanocarriers based on water-soluble pillar[6]arene and different azobenzene derivatives for intracellular anticancer drug delivery, Chem. Eur. J.,2015, 21,1208-1220. (IF=5.16)
19).X. Wu, M. Ni,W. Xia,X.-Y. Hu(*) L. Wang. A novel dynamic pseudo[1]rotaxane based on mono-biotin-functionalized pillar[5]arene, Org. Chem. Front., 2015, 2, 1013-1017.( IF=5.46)
20).X. Wu, Y. Li, C. Lin, X.-Y. Hu(*), L. Wang(*). GSH- and pH-responsive drug delivery system constructed by water-soluble pillar[5]arene and lysine derivative for controllable drug release, Chem. Commun., 2015, 51, 6832-6835. (IF=6.29)
21).L.-B. Meng, D. Li, W. Zhang, Y. Li, X.-Y. Hu(*), L. Wang(*), G. Li. pH-Responsive supramolecular vesicles assembled by water-soluble pillar[5]arene and BODIPY photosensitizer for chemo-photodynamic dual therapy, Chem. Commun., 2015, 51, 14381-14384. (IF=6.29)
22).   X.-Y. Hu, T. Xiao, C. Lin, F. Huang, L. Wang(*). Dynamic supramolecular complexes constructed by orthogonal self-assembly, Acc. Chem. Res., 2014, 47, 2041-2051. (IF=20.96)
23).Y. Cao(#), X.-Y. Hu(#), Y. Li, X. Zou,S. Xiong, C. Lin, Y.-Z. Shen, L. Wang(*). Multistimuli-responsive supramolecular vesicles based on water-soluble pillar[6]arene and SAINT complexation for controllable drug release, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 10762-10769 (共同一作). (IF=14.36)
24).J. Wu, S. Sun, X. Feng, J. Shi, X.-Y. Hu(*), L. Wang(*). Controllable aggregation-induced emission based on a tetraphenylethylene-functionalized pillar[5]arene via host-guest recognition, Chem. Commun., 2014, 50, 9122-9125. (IF=6.29)
25).M. Ni, X.-Y. Hu(*), J. Jiang(*), L. Wang. The self-complexation of mono-urea-functionalized pillar[5]arenes with abnormal urea behaviors, Chem. Commun., 2014, 50, 1317-1319. (IF=6.29)


承担项目：
主持国家自然科学基金：
1）肿瘤靶向性超分子囊泡体系的设计、构筑及应用研究；2016-2019
2）基于柱芳烃聚轮烷的绝缘分子导线的合成与性质研究；2013-2015


主持江苏省基金：
1）智能超分子纳米组装体的构筑及其功能化研究；2018-2021
2）基于柱芳烃的超分子囊泡体系的构筑及其在药物转运方面的应用；2015-2017
主持德国洪堡基金项目；2016-2018
主持南京市留学人员科技创新项目（A类）；2019.01-2019.12
主持中央高校985苗圃项目及中国博士后面上基金项目；2012-2013

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随着全球经济的快速发展，城市化和工业化的发展不断推进，能源危机与全球气候变暖等问题日益加剧。因此，能源的合理使用、节能环保产品的开发在科学界受到广泛的关注。智能窗不仅能够动态调节太阳辐射能透过率，而且能在节约能源消耗的同时，给人们提供舒适的室内环境。在智能窗的制备过程中，功能材料起着至关重要的作用。传统的智能窗材料往往局限于单功能化，即仅能用于调节太阳辐射能的输入或实现色调的调控，难以实现双重或多功能性以满足人们对节能化、智能化和多功能化的综合需求。因此，开发多功能节能智能窗以满足节能采光系统对光线及室内外环境变化等多因素的响应需求是亟待解决的重要问题。

基于前期提出的将两种功能差异性基团的性能进行正交组装的研究策略，实现了不同有机功能基团所特有的优良性能的正交组装，成功构筑不仅可以有效调控太阳光辐射能的输入，而且可以根据室内环境需求进行冷/暖色调切换的超分子智能窗材料的研究基础上（Nature Communications, 2018, 9, 1737）。为了深入研究、开发出能够提供舒适环境的多功能化智能窗，近日，胡晓玉课题组受邀在英国皇家学会期刊“Chemical Communications”上撰写了关于“超分子组装构筑智能窗材料”的综述文章（Chemical Communications, 2019, 55, 4137）。进一步从节能和舒适的角度，研究、总结了近年来基于超分子作用的智能窗材料。详细归纳了基于金属-配位、氢键、疏水作用、主-客体作用以及离子作用的智能窗材料在太阳调制能力、颜色转换效果等方面的机理与性质，并阐述了这些智能窗材料在上述性能调控方面的优势与劣势。

为进一步开发高效节能、提供舒适室内环境的智能窗，他们提出了以下举措来克服目前所面临的挑战：（一）需要进一步探索基于一种或多种非共价键作用的超分子功能材料，用于智能窗。其中的超分子策略需要提供能够在可见区和红外区光学性质上的快速可逆变换。为得到有效的近红外屏蔽效应，需要进一步研究超分子策略与近红外屏蔽材料如无机纳米粒子和液晶材料的高效结合。（二）由于不同的色调对人的情绪有很大的影响，可以基于金属-配位络合或基于紫精的离子作用来设计得到色调可调的超分子材料，从而满足智能窗在情绪和心理学方面的综合需求。然而，目前的这些材料大多数缺乏太阳光调制能力，且仅仅表现出从有色到无色的变换性质。因此，综合色调转换和太阳光调制能力的智能窗材料仍需投入更大的研究力度。（三）目前，用于人为可控的主动开关通常是通过基于金属-配位络合或者离子作用的电化学装置来实现；以节能为目的的被动开关通常由氢键和疏水作用形成的温度、光-刺激触发来实现。如何将这两种开关有效的结合在一起得到更优的智能窗材料仍需进一步探索。（四）材料性能与设备工程如耐久度、可重复性以及经济成本在超分子智能窗的实际应用中均需考虑。而非共价键作用本身的动态、可逆性质恰恰有利于实现高重复性和耐久度。对于成本问题，廉价的辅料如聚异丙基丙烯酰胺、羟丙基纤维素、以及环糊精等都可用于制备智能窗。此外，基于超分子策略的多功能智能窗在自清洁、自供电和除湿等方面的应用也需进一步研究。

该综述对于理想智能窗的开发具有重要的理论和实际意义。相关研究成果以“Supramolecular strategy for smart windows”为题发表在Nature index期刊Chemical Communications（《化学—通讯》）上（影响因子6.29）。

该项工作的第一作者为南京航空航天大学的博士生王赛，通讯作者为材料学院胡晓玉教授。该项研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和德国洪堡基金的资助。

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生物体系中发生的化学反应通常具有很高的催化活性和底物选择性，这激发了人们寻找能够模拟这些高性能超分子结构的兴趣。酶是一种生物结构，具有多个分隔空腔能够催化底物转化，底物与酶的结合常常导致它们与溶液分离。因此，反应物在受限的纳米空间中被物理隔离，使得反应能够选择性地快速进行，隔离的环境提供了底物的预组织和邻近、高的局部浓度、氨基酸残基之间的协同作用和稳定过渡态的可能性，这些因素同时影响酶催化作用。尽管构建复杂的酶主体分子非常具有诱惑力，但要了解酶的高效性，需要使用相对简单的系统来分析上述因素。相对简单的超分子模型分子有利于评估哪些因素对其高性能起关键作用。
近日，我院胡晓玉教授团队受邀在Angew. Chem. Int. Ed. 撰写基于超分子策略调控纳米空间化学反应活性的综述（全文链接）。文章对1）底物的邻近性和取向；2）过渡状态稳定；3）催化活性位点的引入这三种策略展开讨论。论文第一作者为王开亚博士，通讯作者为胡晓玉教授，合作者为美国农业部Jacobs H. Jordan 博士和南京大学王乐勇教授。

综上所述，关于第一种策略，纳米环境通过构象限制实现底物预组织，提高反应物的局部浓度，或者为客体提供更有利反应位点的保护环境，从而增强在动力学或热力学上不太有利位点上反应活性的增强。对于第二种策略，静电和阳离子-π效应是稳定过渡态、降低反应活化能、产生较大速率加速的有效手段。对于第三种策略，超分子主体本身可能包含活性位点，或是用于直接包裹额外的催化剂。理解这些超分子策略对于实现化学反应活性的精确控制至关重要。
尽管目前已经取得了很多成果，但是在纳米空间内调节反应性仍处于初级阶段，仍有一些挑战和局限性需要克服：（1）主体组装/解组装和客体交换的动态控制；（2）纳米空间内反应的种类和范围的限制。客体交换在某种程度上取决于客体的结合能力、客体在纳米空间的停留时间，或主客组装/解组装的控制，尽管对于某些涉及有机金属反应的实例，超分子主体具有独特的催化特性和高选择性，但在手性控制方面，生物系统遥遥领先，此外，对于自然界中存在的各种串联反应也是鲜有研究。因此，进一步的研究将会加深我们对特定酶催化各种影响因素的理解，并促进新型超分子主体的设计合成，最终达到拟酶的目标。