浙江大学化学工程与生物工程学院谢涛

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谢涛，浙江大学教授。1993年毕业于浙江大学化学系高分子专业，1996年及1997年分别获得浙江大学高分子及比利时鲁汶大学化学系硕士，2001年获美国马萨诸塞大学安赫施特分校高分子科学与工程博士学位。2001年至2012年任职于通用汽车公司全球研发部（高级研究员及主任研究员），2012年至2013年任职于美国HRL实验室（高级主任研究员）。

谢涛 教授，博士
国家杰出青年科学基金获得者
化学工程联合国家重点实验室（浙江大学）
浙江大学化工系聚合与聚合物工程研究所
地址：杭州市浙大路38号第十教学大楼2101房间 （邮编：310027）
电话：0571-87951689
传真：0571-87951612
E-mail: taoxie@zju.edu.cn        

学术荣誉
近年来从事多功能智能高分子材料基础及应用研究，在形状记忆高分子、仿生智能高分子、3D和4D打印等方向取得了多项重要研究成果。近年来作为通讯作者在包括Nature，Science Advances，Advanced Materials，Angewandte Chemie International Edition，Advanced Functional Materials等期刊发表多篇学术论文。拥有超过70项美国，德国，日本，中国及世界专利。研究成果多次被国际权威科学媒体广泛报道，其中包括麻省理工技术综述(两次)，英国皇家化学会会刊《化学世界》，美国化学会会刊，美国材料研究协会在线《MRS 360》(三次)。多次组织国际学术会议并在作为非组织人时做邀请报告，其中包括美国化学会年会、美国材料研究协会年会、国际响应刺激材料年会。曾获美国Conte国家高分子研究中心杰出研究奖（2001年），美国通用汽车公司最高科学奖（Campbell奖）（2011年），美国制造工程师协会2011年年度创新奖及2013年研发100奖（R&D100 Award）。2016年获得国家杰出青年科学基金。
学术兼职
ACS Applied Materials and Interfaces副主编（2016年至今）
Journal of Materials Research副主编（2015年至2017年止）
2015年国际聚合物先进技术研讨会主席
2013年美国化学会春季年会组织人
2012年国际响应刺激材料研讨会分会组织人
2011年美国材料研究协会秋季年会共同组织人
2011年材料研究协会研讨会会刊编辑
Nature, Nature Communications, Science Advances, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Progress in Polymer Science, ACS Nano, Macromolecules等期刊审稿人
研究兴趣
1.        多功能高分子复合材料，形状记忆高分子，智能生物材料，仿生高分子体系；
2.        3D及4D打印技术；
3.        高分子合成设计，结构与性能表征等。
代表性论文
1.        Xie T,* Tunable polymer multi-shape memory effect. Nature, 2010, 464, 267. Highlighted by MIT Tech Review, C&E news, Chemistry world, New Scientist, MRS 369, C&I news, Science News, Tech News Daily, and others
2.        Zhao Q, Yang XX, Ma CX, Chen D, Bai H, Li TF,* Yang W, Xie T.* A bioinspired reversible snapping hydrogel assembly. Mater. Horiz., 2016, 3, 447-451. Highlighted by Chemistry World and Scientific American. Chosen as inside back cover.
3.        Zheng N, Fang ZZ, Zou WK, Zhao Q*, Xie T.* Thermoset Shape-Memory Polyurethane with Intrinsic Plasticity Enabled by Transcarbamoylation. Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 11421. Very Important Paper. Chosen as inside cover.
4.        Zhang GG, Zhao Q*, Yang LP, Zou WK, Xi XY, Xie T.* Exploring Dynamic Equilibrium of Diels-Alder Reaction for Solid State Plasticity in Remoldable Shape Memory Polymer Network. ACS Macro Lett., 2016, 5, 805.
5.        Zhao Q, Zou WK, Luo YW, Xie T.* Shape memory polymer network with thermally distinct elasticity and plasticity.Sci. Adv., 2016, e1501297. Highlighted by Science News, Nature, Wall Street Journal, Chemistry World, Popular Mechanics, and others.
6.        Zhang GG,# Zhao Q,# Zou WK, Luo YW, Xie T.* (# equal contribution) Unusual aspects of supramolecular network: plasticity to elasticity, ultrasoft shape memory, and dynamic mechanical properties. Adv. Funct. Mater., 2016, 26, 931.
7.        Zhao Q, Qi HJ, Xie T.* Recent progress in shape memory polymer: New behavior, enabling materials, and mechanistic understanding. Prog. Polym. Sci., 2015, 49-50, 79.
8.        Ma CX, Li TF, Zhao Q,* Yang XX, Wu JJ, Luo YW, Xie T. Supramolecular Lego assembly towards three-dimensional multi-responsive hydrogels. Adv. Mater., 2014, 26, 5665. Highlighed by MaterialsViewsChina.
9.        Xu H, Yu C, Wang S, Malyarchuk V, Xie T,* Rogers J,* Deformable, Programmable, and Shape-Memorizing Micro-Optics. Adv. Funct. Mater., 2013,23,3299. Highlighted by Nanowerk, MRS 369, others
10.        Chen C, Chiang C, Lai C, Xie T, Yang S,* Buckling-Based Strong Dry Adhesives Via Interlocking. Adv. Funct. Mater., 2013,23,3813.
11.        Luo Y, Guo Y, Gao X,* Li B, Xie T,  A General Approach Towards Thermoplastic Multishape-Memory Polymers via Sequence Structure Design. Adv. Mater., 2013, 25, 743.
12.        Xie T,* Page K,* Eastman S,  Strain based temperature memory effect for Nafion and its molecular origin. Adv. Funct. Mater., 2011,21, 2057.
13.        Xie T,*  Recent advances in polymer shape memory. Polymer, (Invited Feature Article), 2011, 52, 4895.
14.        He Z, Satarkar N, Xie T,* Cheng YT, Hilt  Z,*  Remote controlled multi-shape polymer nanocomposites with selective radiofrequency actuations. Adv. Mater., 2011,23, 3192.
15.        Xie T,* Xiao XC, Li J, Wang R,  Encoding localized strain history through wrinkle based diffraction colors. Adv. Mater., 2010,22, 4390. Cover Art.

代表性专利
1.        Xie, T. US8198369Shape memory polymers with surface dangling adhesive polymer chains and methods of making and using the same.
2.        Xie, T.;Xiao, X. US8043459Reversible dry adhesives for wet and dry conditions.
3.        Xie, T.;Xiao, X.; Wang, R. US20100203342Reversible welding process for polymers.
4.        Xie, T. US20100028686Polymer systems with multiple shape memory effect.
5.        Xie, T.; Wang, R. US20100098932Self-cleaning dry adhesives.
6.        Cheng, YT.;Xie, T.;et alUS8057891Remote actuation of thermo-reversible dry adhesives.
7.        Xiao, X.;Xie, T.;Cheng, YT.US8198349Self-healing and scratch resistant shape memory polymer system.
8.        Xie, T.;Wang, R.; Xiao, X. US8093340High strength reversible noncovalent adhesion method for a solid polymer-polymer interface.
9.        Cai, W.; Tyckoski, P; Xie, T. US8114242Dimension-set method for joining parts.
10.        Xie, T.;Hulway, J.A.Xiao, X.US20090280330Shape memory polymer and adhesive combination and methods of making and using the same.
11.        Xie, T.;Xiao, X.; Wang, R.US7976665Method of minimizing residue adhesion for thermo-reversible dry adhesives.
12.        Xie, T. US7732081: Hydrophilic/hydrophobic patterned surfaces and methods of making and using the same.
13.        Xie, T. US8012292Three-dimensional hydrophilic porous structures for fuel cell plates.
14.        Xie, T.; et al. US20080292848: Multilayer adhesive for thermal reversible joining of substrates.
15.        Xie, T.; Xiao, X.; Wang, R. US20080289757: Attachment pad with thermal reversible adhesive and methods of making and using the same.
16.        Xie, T.; Rodak, D.; Rodgers, W. US20080262188: Epoxy shape memory polymers.
17.        Xie, T.; Xiao, X. US8043460: Reversible dry adhesives.
18.        Xie, T.; Xiao, X. US8012292: Multilayer thermo-reversible dry adhesives.
19.        Xie, T.; Xiao, X. US20080257615: Climbing devices based on thermo-reversible dry adhesives.
20.        Xie, T.; et al. US20080257094: Methods for robotic handling using thermo-reversible dry adhesives.
21.        Ulicny J.; Xie T.; Golden M.; Snavely K.; Mance A. US2008185554:Treated magnetizable particles and methods of making and using the same.
22.        Fuller T. Xie, T. et al. US7220509: Constituents and methods for protecting fuel cell components including PEMs.
23.        Liu, P.;Xie, T.;Adbelhamid, M. US2008113245: Methods of making hydrophilic fuel cell bipolar plates.
24.        Qi, Y.;Xie, T.; Fuller T. US2008176965: Enhancing proton conductivity of proton exchange membranes.
25.        Mance A. Xie, T. et al. US7739764:Method for making nitrogen aromatic oligomers and polymers.
26.        Mance A. Xie, T. et al. US7598204: Metallic reagent.
27.        Zhong, F.;Xie, T.; Adbelhamid, M.; Blunk, R. US8133591: Adhesion of polymeric coatings to bipolar plate surfaces using silane coupling agents.
28.        Vyas, G.; Xie, T.; Trabold T. US7622211:Method of making hydrophilic fuel cell bipolar plate coating by plasma induced polymerization.
29.        Xie, T.; Owens, J.; Blunk, R. US2006040148: Method of treating composite plates.
30.        Xie, T.; Ji, C.; Cheng YT. US2006240312: Diffusion media, fuel cells, and fuel cell powered systems.
31.        Blunk, R.; Xie, T.;Elhamid, M.; Mikhail, Y.; Vyas, G.; Lisi, D. 20060040148:Hydrophilic treatment for composite plates.
32.        Xie, T.US2006172172: Hydrophilic bipolar plates.
33.        Xie, T.; Fuller, T. US7547733: Composite proton exchange membrane.
34.        Mance, A.; Xie, T.;Merzougui, B.; Halalay, I. US7220509: Constituents and methods for fuel cell component, including PEMs.
35.        Lee, H.; Wang, Y. M.; Xie, T. US6875471: Metallization of polymer parts for painting.
36.        Lee, H.; Wang, Y. M.; Xie, T. US6872294: Metallization of polymer composite parts for painting.
37.        Lee, H.; Wang, Y. M.; Xie, T. WO2003093539: Metallization of polymer composite parts for painting.
38.        Penelle, J.; Xie, T.; Das, K. US6486344: Polymer Coatings with Improved Adhesion Properties on Metallic Surfaces.

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浙江大学化工学院谢涛教授系统综述：4D打印的技术进展

美国加州举办的TED2013大会上，来自美国麻省理工学院的Skylar Tibbits展示了一根线性的小棍慢慢扭曲变形成为字母“MIT”的过程，首次提出了4D打印的概念。在过去的4年时间里，4D打印经历了飞速发展，其内涵也更为丰富。总体来说，4D打印技术是一个材料、控制、力学、计算机等多学科交叉的先进制造技术，可实现产品结构和功能随时间自主可控变化。通过采用智能材料和特定的打印工艺制造出具有预定功能的智能结构，在预定能场的刺激下，随着时间进行主动的动态的演化而产生预设的功能。不同于3D打印，4D打印对材料及打印技术都提出了新的要求。浙江大学化工学院的谢涛教授系统评述了4D打印的研究进展，包括打印工艺、打印材料及两者之间的内在联系。该综述已经发表在Chinese Journal of Polymer Science (2018，No. 5)。

从机理上看，实现4D打印主要有2种技术路线：

1、使用配套的打印技术和智能材料直接打印特定的功能结构。此时，打印只是作为一个构建复杂结构的手段，后续的形状或者功能的变化都与传统方法制造的智能材料一致。

2、在打印智能材料的过程中引入应力分布、材料分布。这种非均质的结构中的应力被释放出来时就能变形成一个新的预设的三维结构。

但是，无论何种技术路线，智能材料都是4D打印的关键。目前，智能水凝胶和形状记忆聚合物(SMP)是两类主要的4D打印智能(高分子)材料。其中，SMP由于更好的结构稳定性以及更丰富的形变机理而成为研究的重点。在4D打印的应用方面，作者表示，4D打印结合了3D打印的快速个性化成型和按需变形两大特点，所以有望在空间展开结构、变体飞行器等军事领域及个性化自展开支架等生物医疗领域发挥重要作用。

全文链接：

https://doi.org/10.1007/s10118-018-2089-8

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浙江大学化学工程联合国家重点实验室谢涛课题组开展了一系列工作。受非均质二维平面在释放内应力后转变为三维结构这一现象的启发，结合数字化光固化工艺，实现了聚合物的超快速三维成型（Adv. Mater. 2017, 29, 1605390）。在此次工作中，研究人员使用两种截然不同的水凝胶体系和溶胀石蜡体系说明了该技术的通用性。

图1. 制备过程的示意图与单体和交联剂的化学结构

  近日，该团队成功将上述技术应用于形状记忆聚合物的制备。形状记忆聚合物为丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯与1,6-乙二醇二丙烯酸酯的共聚物。研究人员系统地研究了该形状记忆聚合物前驱液的光固化动力学、曝光参数与聚合物性能之间的关系。上述原料构成的聚合物前驱液在具有特定图案和灰度的数字光源下进行曝光、固化得到二维聚合物薄膜，该薄膜经过残留单体脱除后将转变为预设的三维结构。数字化灰度曝光起到两方面作用，一是赋予形状记忆聚合物一个复杂的三维结构，二是在得到的形状记忆聚合物中实现区域性的热力学性能（相转变温度、模量、断裂伸长率等）差异。进一步地，研究人员还探索了该技术在三维光学器件与柔性电子器件方面的应用。

  利用该方法制备具有先进功能的结构复杂智能设备展示出了普适性与简便性。同时，其中的化学设计可以拓展到一系列不同的材料中。

  相关工作以题目为“4D Printing of a Digital Shape Memory Polymer with Tunable High Performance”的研究论文已发表在期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（DOI：10.1021/acsami.9b11062）上。博士生张玥为第一作者，通讯作者为谢涛教授与吴晶军博士。

  论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b11062

  Zhang Y, Huang LM, Song HJ, Ni CJ, Wu JJ,* Zhao Q, Xie T.*

  4D Printing of a Digital Shape Memory Polymer with Tunable High Performance.

  ACS Appl. Mater. Inter., 2019, DOI: 10.1021/acsami.9b11062

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近日，美国化学会高分子材料分会（ACS PMSE）公布了2020年新增会士名单，浙江大学化工学院谢涛教授成为新当选的4名会士（PMSE Fellow）之一。PMSE Fellow是ACS PMSE于2000年设立的荣誉称号，用于表彰在高分子材料科学和工程领域作出重大科技贡献的会员。


当选理由
“For outstanding contributions to responsive, self-folding shape memory polymers and dynamic covalent networks.”


个人简介
谢涛，教授，博士，国家特聘专家，研究方向为形状记忆高分子、动态共价网络、3D/4D打印。研究成果多次被国际权威科学媒体广泛报道，其中包括Nature、Science、麻省理工技术综述，英国皇家化学会会刊《化学世界》，美国化学会会刊，美国材料研究协会。多次受邀在国际学术会议作报告，其中包括美国化学会年会、美国材料研究协会年会、国际响应刺激材料年会。曾获美国Conte国家高分子研究中心杰出研究奖（2001年），美国通用汽车公司最高科学奖（Campbell奖）（2011年），美国制造工程师协会2011年年度创新奖、2013年研发100奖（R&D100 Award），中国化学会高分子基础研究王葆仁奖（2019年）。2016年获得国家杰出青年科学基金，目前担任ACS Applied Materials& Interfaces副主编。