上海交通大学张智涛

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张智涛
电子邮件：zhangzhitao@sjtu.edu.cn
通讯地址：上海市闵行区东川路800号
教育背景
2012.9-2017.7：复旦大学，高分子化学与物理，博士（导师：彭慧胜教授）
2008.9-2012.7：华东理工大学，高分子材料与工程，学士


工作经历
2022.5-至今：上海交通大学，化学化工学院，长聘教轨副教授
2017.10-2022.4：美国斯坦福大学，博士后（合作导师：鲍哲南教授）




荣誉奖励
2016    陶氏化学可持续发展奖一等奖
2015    MRS Graduate Student Silver Award
2015    中国大学生“自强之星”
2015    复旦大学“光华自立奖”特等奖
2015    复旦大学“学术之星”
2015    复旦大学优秀学生
2011    美国大学生数学建模竞赛国际二等奖
2010    上海世博会志愿者荣誉称号


研究方向
主要致力于设计高性能、柔性、可拉伸高分子共轭材料，用于构建新型柔性电子织物和电子皮肤发光显示器件，并应用到可穿戴电子器件和生物电子器件等领域。研究工作主要包括以下三方面：
1. 高分子共轭材料：通过分子工程策略制备具有高性能、高柔性、高可拉伸性的高分子共轭材料和高分子电极材料；
2. 新型、柔性、可拉伸电子织物和电子皮肤发光显示器件：优化器件制备工艺，构建新型、柔性、可拉伸高分子发光显示器件，主要包括高分子发光二极管、高分子发光电化学池、高分子发光电容器等；
3. 实际应用：致力于解决在可穿戴电子器件、可植入生物电子器件、光遗传学等领域关键科学问题。


科研项目
2021    国家海外高层次引进人才计划
2021    上海市海外高层次引进人才计划


代表性论文专著
（已发表论文50余篇，总引用5500余次，h因子34；其中以通讯和第一作者发表论文22篇，包括1 in Science, 1 in Nature, 1 in Nat. Photon., 1 in Nat. Rev. Mater., 2 in Nat. Commun., 1 in Natl. Sci. Rev.,2 in Angew. Chem. Int. Ed., 4 in Adv. Mater. and 2 in Adv. Energy Mater..）
所有论文列表：https://scholar.lanfanshu.cn/cit ... p;user=Gp8T3pAAAAAJ
1.       Zhang, Z.†, Wang, W.†, Jiang, Y.†, Wang, Y.†, Wu, Y., Lai, J., Niu, S., Xu, C., Shih, C., Wang, C., Yan, H., Galuska, L., Prine, N., Wu, H., Zhong, D., Chen, G., Matsuhisa, N., Zheng, Y., Yu, Z., Wang, Y., Dauskardt, R., Gu, X., Tok, J., Bao, Z.* "High-Brightness All-Polymer Stretchable LED with Charge-Trapping Dilution", Nature 2022, 603, 624-630. (†Equal contribution) (Highlighted by Nature Reviews Materials)
2.       Jiang, Y.†, Zhang, Z.†, Wang, Y.†*, Li, D.†, Coen, C., Hwaun, E., Chen, G., Wu, H., Zhong, D., Niu, S., Wang, W., Saberi, A., Lai, J., Wu, Y., Wang, Y., Trotsyuk, A., Loh, K., Shih, C., Xu, W., Liang, K., Zhang, K., Bai, Y., Gurusankar, G., Hu, W., Jia, W., Cheng, Z., Dauskardt, R., Gurtner, G., Tok, J., Deisseroth, K., Soltesz, L., Bao, Z.* "Topological Supramolecular Network Enabled High Conductivity Stretchable Organic Bioelectronics", Science 2022, 375, 1411-1417. (†Equal contribution)
3.       Zhang, Z., Guo, K., Li, Y., Li, X., Guan, G., Li, H., Luo, Y., Zhao, F., Zhang, Q., Wei, B., Pei, Q., Peng, H.* "A Colour-Tunable, Weavable Fibre-Shaped Polymer Light-Emitting Electrochemical Cell", Nature Photonics 2015, 9, 233-238. (Highlighted as a News and Views article by Nature Photonics; Nature provided a specific press information)
4.       Zhang, Z.* "Light-Emitting Materials for Wearable Electronics", Nature Reviews Materials 2022, https://doi.org/10.1038/s41578-022-00502-4.
5.       Zheng, H.†, Zhang, Z.†, Jiang, S.†, Yan, B.†, Shi, X., Xie, Y., Huang, X., Yu, Z., Liu, H., Weng, S., Nurmikko, A., Zhang, Y., Peng, H.*, Xu, W.*, Zhang, J.* "A Shape-Memory and Spiral Light-Emitting Device for Precise Multisite Stimulation of Nerve Bundles", Nature Communications 2019, 10, 2790. (†Equal contribution)
6.       Liu, J.†, Wang, J.†, Zhang, Z.†, Lopez, P., Wang, G., Schroeder, B., Yan, X., Zeng, Y., Zhao, O., Tran, H., Lei, T., Lu, Y., Wang, Y., Tok, J., Dauskardt, R., Chung, J., Yun, Y.*, Bao, Z.*, "Fully Stretchable Active-Matrix Organic Light-Emitting Electrochemical Cell Array", Nature Communications 2020, 11, 8907. (†Equal contribution)
7.       Zhang, Z., Bao. Z.* "High luminescent polymers for stretchable displays", National Science Review 2022, https://doi.org/10.1093/nsr/nwac093. (In press)
8.       Zhang, Z., Li, X., Guan, G., Pan, S., Zhu, Z., Ren, D., Peng, H.* "A Lightweight Polymer Solar Cell Textile that Functions when Illuminated from Either Side", Angewandte Chemie International Edition 2014, 53, 11571-11574. (Awarded as a "VIP paper" by this journal and highlighted by Nature)
9.       Sun, X.†, Zhang, Z.†, Lu, X., Guan, G., Li, H., Peng, H.* "Electric Current Test Paper Based on Conjugated Polymer and Aligned Carbon Nanotube", Angewandte Chemie International Edition 2013, 52, 7776-7780. (†Equal contribution)
10.      Zhang, Z.†, Cui, L.†, Shi, X., Tian, X., Wang, D., Gu, C., Chen, E., Cheng, X., Xu, Y., Hu, Y., Zhang, J., Zhou, L., Fong, H., Ma, P., Jiang, G., Sun, X., Zhang, B., Peng, H.* "Textile Display for Electronic and Brain-Interfaced Communications", Advanced Materials 2018, 30, 1800323. (†Equal contribution)
11.     Zhang, Z., Liao, M., Lou, H., Hu, Y., Sun, X., Peng, H.* "Conjugated polymers for flexible energy harvesting and storage", Advanced Materials 2018, 30, 1704261.
12.     Zhang, Z., Chen, X., Chen, P., Guan, G., Qiu, L., Lin, H., Yang, Z., Bai, W., Luo, Y., Peng, H.* "Integrated Polymer Solar Cell and Electrochemical Supercapacitor in a Fiber Format", Advanced Materials 2014, 26, 466-470. (Highlighted by MaterialsViewsChina)
13.     Zhang, Z.†, Deng, J.†, Li, X., Yang, Z., He, S., Chen, X., Guan, G., Ren, J., Peng, H.* "Superelastic Supercapacitors with High Performances during Stretching", Advanced Materials 2015, 27, 356-362. (†Equal contribution)
14.     Zhang, Z., Yang, Z., Wu, Z., Guan, G., Pan, S., Zhang, Y., Li, H., Deng, J., Sun, B., Peng, H.* "Weaving Efficient Polymer Solar Cell Wires into Flexible Power Textiles", Advanced Energy Materials 2014, 4, 1301750.
15.     Zhang, Z., Wang, L., Li, Y., Zhang, J., Guan, G., Pan, Z., Peng. H.* "Nitrogen-Doped Core-Sheath Carbon Nanotube Array for Highly Stretchable Supercapacitor", Advanced Energy Materials 2016, 7, 1601814.


软件版权登记及专利
张智涛，鲍哲南 “涉及可拉伸LED结构的设备和方法”，美国专利，专利申请号：63/314875；
彭慧胜，张智涛，施翔 “一种高弹性电致发光纤维及其制备方法”，中国专利，专利号：CN201711132382.3；
郑浩，张智涛，彭慧胜，张嘉漪 “可变形光遗传多点刺激器件”，中国专利，专利号：CN201711425091.3；
彭慧胜，张智涛 “基于氮掺杂碳纳米管阵列/聚氨酯复合电极的可拉伸超级电容器及其制备方法”，中国专利，专利号：CN201510987928.8；
彭慧胜，李一明，张智涛“一种智能可穿戴电阻加热织物及其制备方法”，中国专利，专利号：CN201611159474.6；
彭慧胜，张智涛 “一种纤维状电化学发光电池及其制备方法”，中国专利，专利号：CN201410555186.7；
彭慧胜，张智涛 “纤维状电化学发光电池及其制备方法”中国专利，专利号：CN201510006681.7；
彭慧胜，张智涛，邓珏 “以碳纳米管/聚苯胺复合材料为对电极的可拉伸线状超级电容器及其制备方法”，中国专利，专利号：CN201410451373.0；
彭慧胜,  张智涛 “全固态纤维状同轴聚合物太阳电池和超级电容器集成器件及其制备方法”，中国专利，专利号：CN201310274992.2；

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2022年10月4日，化学化工学院张智涛副教授受邀在国际顶级学术期刊Nature Reviews Materials撰写关于“发光材料在可穿戴电子器件中的应用”的评论文章，文章系统讨论了发光材料的可穿戴应用，现阶段面临的挑战，以及未来可能的发展方向。张智涛为通讯作者，工作得到了上海交通大学化学化工学院、张江高等研究院和转化医学研究院的大力支持。
        下一代发光显示器不仅应具有柔性和高亮度，而且还应具有柔软性和可拉伸性。新兴的发光材料将使与人体相结合的发光器件在显示、照明、传感、成像、刺激和治疗等多个领域具有潜在应用。
       多功能电子设备与人体的结合可以带来广泛的应用，从能源和传感到健康监测和治疗。然而，由于缺乏用于实时信息显示的交互式人机界面，许多潜在的应用受到阻碍。传统的发光显示器体积庞大且坚硬，无法与人体很好地相结合。新兴的发光材料有望减少可穿戴、可贴合和可植入电子发光器件与人体的机械性质的不匹配程度，从而使得人体即使在运动过程中也能产生稳定的界面。这些与人体结合在一起的发光器件不仅可用于柔性显示器，也可用于光学成像、神经刺激和光动力学治疗。
        下一代发光材料将需要具备一些基本特性。其中包括高亮度，特别是在显示、照明和治疗等应用中，以及高分辨率，对信息传递和通信以及高密度光遗传学神经刺激和神经调节等应用至关重要。在实际应用中，大面积与人体相结合的显示器将比目前的商用显示终端更具吸引力。为了适应人体的形状和运动引起的大形变，发光材料需要具有良好的机械性能，包括低杨氏模量和高机械拉伸性。由于长期运行会因疲劳、腐蚀和损坏而导致性能下降，因此自愈能力也很重要。最后，生物相容性将是一项要求，特别是对于可植入应用。理想情况下，发光材料也应具有生物可吸收性，因此无需额外手术即可将其从体内排出。
        目前，可以与人体很好地结合的发光器件大致可分为三类：可穿戴发光衣服、可贴合发光皮肤和可植入发光生物器件。
         该评论文章得到转化医学国家重大科技基础设施（上海）开放课题基金的资助。
         论文链接：https://www.nature.com/articles/s41578-022-00502-4

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2023年3月30日，全球青年科技峰会在北京海淀举行，在峰会上《麻省理工科技评论》年度“35岁以下科技创新35人”（MIT Technology Review Innovators Under 35, MIT TR35）中国区榜单揭晓。上海交通大学化学化工学院副教授张智涛榜上有名，获“发明家”称号。
       入选理由：他通过材料设计获得更低成本、更高性能的柔性高分子发光材料，用于构建下一代、柔性、可拉伸、高分辨率电子皮肤发光显示器。
        织物与人体具有非常好的集成性，然而，织物自身粗糙多孔结构并不适合直接用作发光器件的基底材料。一种有效的策略是，将发光器件制备到纤维基底上，并通过编织的方式与织物集成在一起。

         张智涛首次通过全溶液法得到直径仅为127微米、长度可达几十厘米的发光纤维（聚合物发光电化学池），最高亮度接近800cd/m2，是目前全溶液法制备的发光纤维中亮度的最高值。该纤维独特的一维结构和超细的直径，使发光纤维具有非常好的柔性和可编织性，在织物中可以显示各种特定图案。
          然而，这种发光纤维的制备效率、长度、拉伸性仍与传统纺织纤维存在较大差距。为快速制备超长可拉伸发光纤维，他提出将硫化锌发光材料嵌入到一种可拉伸聚二甲基硅氧烷材料中，并采用水凝胶作为电极，首次实现一步法连续化挤出可拉伸发光纤维。
        发光纤维长度可达几十米，形变量超过300%，可与传统纺织纤维直接编织成一件完整的衣服。并且，该发光纤维还可与脑科学结合，使衣服的颜色可受脑电波所控制。该技术在军事、医疗等领域具有极大的应用价值。
         此外，他还通过设计高性能可拉伸高分子发光和导电材料，优化器件界面电荷传输，首次发展出基于全有机高分子的可拉伸发光二极管，最高亮度超7000 cd/m2，形变量达到100%。该材料可与皮肤实现无缝贴合，在电子皮肤显示和光遗传学等领域具有重要意义。
        "Innovators Under 35"（简称TR35）全球评选由《麻省理工科技评论》于1999年创刊百年之际发起，旨在每年从多个前沿科技及产业领域遴选出顶尖的青年科技创新人才，加速全球科技创新的步伐。评选范围涵盖新材料、生物医疗、智能计算、新能源等新兴技术领域，分为发明家、创业家、远见者、人文关怀者及先锋者五大类。
         经过二十余年的发展，TR35逐步成为今天的“35岁以下科技创新35人”并展现了强大的国际影响力和引领能力。TR35中国评选（简称TR35中国或TR35 China）于2017年设立，至今已将一批在中国或海外的杰出青年华人创新者推向了国际至高舞台。

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12月27日，上海交通大学化学化工学院、张江高等研究院张智涛副教授，在国际顶级学术期刊Nature Photonics上发表综述性论文“Body-conformable light-emitting materials and devices”。
        该综述论文系统性地总结了可穿戴发光织物、可贴合发光电子皮肤和可植入发光生物器件三种与人体贴合的发光器件的最新研究进展，重点讨论了发光材料与器件的设计策略及相关应用，并强调了目前提高器件性能、推广实际应用所面临的关键挑战和问题。张智涛副教授为论文的第一作者与通讯作者，上海交通大学为论文第一完成单位。
        电子器件已从刚性发展到柔性。在过去十年中，柔性电子器件已在能量收集和存储、健康传感、疾病监测和治疗，以及最新的智能辅助控制系统等众多领域中得到广泛应用。与人体贴合的发光器件将成为下一代柔性电子器件中重要的人机交互界面。由于生物系统是柔软、复杂和动态的，因此这些发光器件的机械性能必须与人体相匹配，为满足这一要求，需要对发光器件的结构和材料进行精心设计。
       目前，与人体贴合的发光器件主要可分为三种：可穿戴发光织物、可贴合发光电子皮肤和可植入发光生物器件。
       可穿戴发光织物必须在实现高性能电致发光的同时兼备透气、可变形、舒适的特性。论文重点讨论了构建纤维状发光器件以及将其编织到织物中的方法，同时对每种方法的优缺点及相关应用进行了总结与比较，并强调了纤维状发光器件当前面临的挑战。

图一 可穿戴发光纺织品

         可贴合发光电子皮肤需要满足超薄、柔软、可拉伸的特性，以高度贴合皮肤承受各种形变。作者在文中比较讨论了一系列具有优异光学、电学和机械特性的可拉伸发光电子皮肤器件的材料设计与器件制备方法，并总结了可贴合发光电子皮肤在显示照明、光学成像、光电通讯等领域的应用研究进展。
         可植入发光生物器件要求各电子元件的机械特性也应与生物组织相匹配，以形成有效的界面，同时兼备生物相容性和微型化。文章重点从无线供电、多通道和生物可降解等多种不同特性入手，介绍了不同可植入发光器件制备策略的最新进展及其在生物医疗领域的目标应用。
         通过合理的材料设计，具有人体形变适应性的发光材料和器件取得了显著的研究进展。然而，这些发光材料和器件的实际应用还面临着一些关键性挑战，如器件亮度的提升、分辨率的提高、多通道控制、生物可降解性的可控实现等，作者在文末就上述难点提出了一系列可能的解决思路。
         这项工作得到了国家自然科学基金委、科技部、上海市科委、上海交通大学的资助。
         论文链接：https://www.nature.com/articles/s41566-023-01335-5