中心主任

奚廷斐

副主任

郑裕东官月平

成员

奚廷斐刘国权

朱思泉

郭志猛郑裕东

官月平王国杰

王丽萍王金伟

邵慧萍、海明潭

   高瑾

顾问

卢世璧院士、付小兵院士

王迎军教授、樊瑜波教授

 
 
 

 

 

王国杰

通信地址: 北京市海淀区学院路30号
邮       编: 100083
办公地点: 北京科技大学腐蚀楼618
电       话: 010-62333759
邮       箱: guojie.wang@mater.ustb.edu.cn

 

 

 

个人简历
2000年7月,吉林大学,获高分子化学与物理专业博士学位。
2000年7月―2002年6月,清华大学高分子研究所,博士后。
2002年7月―2005年6月,中科院化学所,副研究员。
2005年7月―2006年6月,美国乔治亚理工学院,博士后。
2006年7月―2008年7月,比利时鲁汶大学,博士后。
2008年7月回国,到北京科技大学材料科学与工程学院任教。

主要研究方向
1)纳米/生物界面材料;
2)生物检测荧光材料;
3)生物医用高分子材料

研究成果介绍

1)纳米/生物界面材料:a)表面浸润材料;b)微生物体为模板的纳米功能薄膜;c)分子自组装结构与性能研究
a)表面浸润材料:表面与界面科学为人类创造新型材料和器件提供了广阔的发展空间。通过控制材料表面浸润性,可实现液体的定向传输、控制蛋白质/细胞的吸附与解吸附,在微流体器件及生物功能器件等方面具有重要的应用价值。通过表面引发原子转移自由基聚合技术,在表面具有微纳米几何结构的基体上制备了温度响应性高分子,在国际上首次实现了超亲水到超疏水的可逆转变,研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed杂志,并作为杂志封面报道。通过层层静电组装技术,在表面具有微米结构方柱的硅基体上,制备了光响应性偶氮苯聚电解质超薄膜,实现了光场调控材料表面浸润性的大幅变化,研究成果发表在Chem Commun杂志,并作为杂志封面报道。

     


b)微生物体为模板的纳米功能薄膜:以微生物体特别是硅藻外壳为模板,制备新型纳米界面材料,研究其特殊的物理化学性能,探索其在分子传感器方面的应用。国际上首次结合层层组装技术和超支化技术,发明了一种表面功能基团放大技术。利用此技术,在微生物体硅藻外壳表面分别制得了纳米晶Fe3O4和SnO2薄膜。这种Fe3O4薄膜对水溶液中毒性物质砷的吸附大大高于已商业化的Fe3O4纳米粒子(<50 nm)对砷的吸附;这种SnO2纳米薄膜可作为NO气体的传感器。微生物体为模板的纳米功能薄膜研究对纳米功能薄膜的制备及其在水资源处理及化学传感器等方面的应用具有重要的科学指导意义,相关研究成果发表在Adv. Funct. Mater., Angew. Chem. Int. Ed 杂志上

     

c)分子自组装结构与性能研究:通过静电作用力、氢键、范德华力等分子间相互作用,设计、制备具有特殊结构和功能的分子自组装聚集体,利用原子力显微镜AFM、扫描隧道显微STM等揭示分子微结构及其与物化性能之间的关系,探索分子自组装在分子功能器件、表面工程及纳米科技领域中的应用。利用STM研究了分子在固/液界面中的自组装结构,发现分子之间的排列结构存在氢键效应,而且其自组装结构具有溶剂、浓度、手性依赖性,研究成果发表在Langmuir, Soft Matter等杂志。利用AFM和STM揭示了树枝状结构的核苷分子间的氢键相互作用及其自组装结构。制备了新型光动力偶氮苯聚电解质超薄膜,研究了其静电组装性能、光动力微加工性及光二向色性,为偶氮苯聚合物在信息和表面微加工等领域的应用奠定了坚实理论基础。
     


2)生物检测荧光材料:用于检测核酸分子、蛋白质等生物大分子的高分子荧光材料及其生物传感器研究。
设计、制备可特异性识别RNA/DNA核酸分子的荧光聚合物,通过荧光的变化包括荧光强度及波长的变化来检测核酸分子碱基序列结构,研究其中的科学问题,实现有机荧光分子对核酸分子的简易、稳定、高效、特异性识别。我们将荧光染料芘修饰寡核苷酸作为荧光探针,研究其特异性识别核苷酸分子碱基序列结构,发现这种荧光探针与碱基完全互补的目标核苷酸分子通过氢键结合后,其荧光发生显著变化。在国际上首次利用荧光分子芘单体状态荧光增强和激基复合物荧光淬灭相结合,探测核苷酸的碱基序列结构。这种特异性识别核酸分子的新方法,对标记、识别核酸分子具有重要的指导意义和应用价值,研究成果发表在 ChemBioChem杂志。

     


3)生物医用高分子材料:人工晶状体及缓释药物载体高分子材料的设计、制备与性能研究。
利用自由基聚合反应制备了新型聚丙烯酸酯类形状记忆性人工晶状体材料,系统研究了含不同柔性链、交联剂的(甲基)丙烯酸酯类共聚高分子的化学结构对其热力学性能、光学性能、浸润性能及生物相容性的影响规律。这种功能材料在可见光区透光率较高,体温调控材料形变量大,而且通过小鼠成纤维细胞毒性实验研究发现其具有优良的生物相容性。这种具有形状记忆功能的高分子材料在塑形后,能通过小切口注入眼内,在体温的加热下其形状恢复展开,获得具有较大光学部直径和厚度的人工晶状体。这种人工晶状体的直径和厚度可模拟正常人类晶状体,因此植入后可充满整个晶状体囊袋,从而有效减少后发障、眩光、人工晶状体偏心移位等并发症,研究成果发表在J. Phys. Chem. B等杂志。

     


利用三羟甲基丙烷、N, N-二羟乙基-3-胺-丙酸甲酯制备了超支化聚胺酯,丙烯酸酯化修饰后,经聚合制得聚胺酯新型水凝胶。其不但具有优良的生物相容性,而且具有独特的超支化空腔结构和水凝胶网络双重微结构,从而赋予其优良的联合药物存储释放性能。研究发现,这种新型超支化水凝胶可作为抗癌药物(阿霉素、氟尿嘧啶、喜树碱、亚叶酸钙等)的可控缓释材料,通过分子结构设计可实现对抗癌药物释放速率的有效控制,在癌症治疗方面具有重要的应用价值,研究成果发表在Biomaterials杂志。

     

代表性论文:
1.G. J. Wang, Y. Fang, P. Kim, A. Hayek, M. R. Weatherspoon, J. W. Perry, K. H. Sandhage, S. R. Marder, S. C. Jones, “Layer-By-Layer Dendritic Growth of Hyperbranched Thin Films for Surface Sol-Gel Syntheses of Conformal, Functional, Nanocrystalline Oxide Coatings on Complex 3-D (Bio)Silica Templates”,  Adv. Funct. Mater. 2009, 19(17), 2768-2776. (IF 6.808)
2. G. J. Wang, G. V. Bobkov, S. N. Mikhailov, G. Schepers, A. Van Aerschot, J. Rozenski, M. Van der Auweraer, P. Herdewijn, S. De Feyter, “Detection of RNA Hybridization by Pyrene-Labeled Probes”, ChemBioChem 2009, 10, 1175-1185. (IF 3.322)
3. G. J. Wang, S. B. Lei, S. De Feyter, R. Feldman, J. Parker, S. M. Clarke, “Behaviour of Binary Alcohol Mixtures Adsorbed on Graphite Using Calorimetry and Scanning Tunneling Microscopy”, Langmuir 2008, 24, 2501-2508. (IF 4.097)
4. H. B. Zhang, C. Zhao, H. Cao, G. J. Wang, L. Song, G. G. Niu, H. Yang, J. Ma, S. Q. Zhu, “Hyperbranched Poly(amine-ester) Based Hydrogels for Controlled Multi-Drug Release in Combination Chemotherapy”, Biomaterials 2010, 31, 5445-5454. (IF 6.646)(通讯作者)
5. L. Song, W. Hu, G. J. Wang, G. G. Niu, H. B. Zhang, H. Cao, K. J. Wang, H. Yang, S. Q. Zhu, “The in vitro Evaluation of Chemically Cross-Linked Shape-Memory Acrylate-Methacrylate Copolymer Networks as Ocular Implants”, J. Phys. Chem. B 2010, 114, 7172-7178. (IF 4.189) (通讯作者)
6. W. H. Jiang, G. J. Wang, Y. N. He, X. G. Wang, Y. L. An, Y. L. Song, L. Jiang, “Photo-Switched Wettability on Electrostatic Self-Assembly Azobenzene Monolayer”, Chem. Commun. 2005, (28) 3550-3552. Front Cover Feature Article  (IF 5.34)(通讯作者)
7. T. L. Sun, G. J. Wang, L. Feng, B. Q. Liu, Y. M. Ma, L. Jiang, D. B. Zhu, “Reversible Switching Between Superhydrophilicity and Superhydrophobicity”, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, (3) 357-360. Front Cover Feature Article. (IF 10.879)