盤點中國走出的美國四院院士，世界頂尖科學家高華健、楊培東、戴宏杰、鮑哲南、程正迪、張翔、鎖志剛等科研新進展

美國國家科學院（NAS）成立于1863年，是由美國著名科學家組成的科學組織，其成員在任期內無償地作為“全國科學、工程和醫藥的顧問”，是美國科學界榮譽性及政府咨詢機構。美國國家科學院不是政府部門，而是民間的、非營利的、科學家的榮譽性自治組織，其下不設科學研究機構。美國國家工程院（NEA）是美國工程科技界最高水平的學術機構，成立于1964年12月，是世界上較有影響的工程院之一。作為美國工程科技界最高水平的學術團體，美國國家工程院頒發美國工程學界三大最高獎項：拉斯獎、戈登獎和德雷鉑獎，被譽為“工程界的諾貝爾獎”。美國國家醫學院（NAM）是美國科學界最高水平的四大學術機構（美國國家科學院、美國國家工程院、美國國家醫學院、美國國家自然基金會）之一,?美國國家醫學院院士被認為是科學家在醫學領域的最高榮譽。美國藝術與科學學院（AAAS），1780年5月4日由馬薩諸塞州立法機構批準成立，是美國歷史最悠久的獨立學術團體和政策研究中心之一，這個組織每年都要選取當代最優秀的人才和最具有影響力的領袖成為該院的院士。隨著中國的崛起，中國綜合國力日趨強大，再加上全球一體化趨勢（互聯網，語言普及，觀念改變等等），出國留學、讀研，相對于原來（更加封閉的那個中國）來說，更容易了。隨之涌現了大批華人美國國家科學院院士、工程院院士、醫學院院士、藝術與科學學院院士。本文梳理了一批從中國走出的美國四院院士以及他們的科研新進展。

高華健

1982年獲西安交通大學學士學位，1984年和1988年分別獲得哈佛大學工程科學碩士學位和博士學位。于1988年至2002年期間在斯坦福大學任職，1994年晉升為副教授，2000年晉升為正教授。2001年至2006年擔任馬克斯普朗克金研究所金屬研究所主任。2006年至2019年5月擔任布朗大學工程學院的Walter H. Annenberg教授。2019年6月起擔任新加坡南洋理工大學的五位杰出大學教授之一。曾獲得過Rodney Hill固體力學獎、william Prager獎、Nadai獎等眾多大獎，發表學術論文300多篇，在世界固體力學領域學者過去20年中的引用排名第一。高華健院士集“六院院士“于一身，先后當選美國科學院院士、美國工程院院士、美國藝術與科學院院士、德國科學院院士、中國科學院外籍院士、歐洲科學院院士。

近期代表性成果：

美國布朗大學高華健院士和澳大利亞昆士蘭大學趙春霞教授合作制作了一個硅納米膠囊庫(SNCs) (約150 nm)，楊氏模量從0.56 kPa到1.18 GPa。研究人員系統地研究它們通過非特異性或受體介導的途徑與巨噬細胞和癌細胞的相互作用，包括細胞結合、攝取和內吞途徑，從根本上理解其彈性依賴的納米顆粒-細胞相互作用的機制。透射電子顯微鏡(TEM)研究揭示了軟SNCs在細胞結合和內化過程中有趣的動態形態演變。單粒子跟蹤顯示軟SNCs和硬SNCs的內化動力學存在顯著差異。

文獻鏈接：

https://advances.sciencemag.org/content/6/16/eaaz4316?rss=1

戴宏杰

1989年本科畢業于清華大學，1994年獲哈佛大學博士學位。1997年起加入斯坦福大學化學系，現任J.G. Jackson & C.J.Wood 終身榮譽教授。戴宏杰教授2002年獲得美國化學會純粹化學獎；2006年獲得美國物理學會James McGroddy（新材料）獎；2009年獲得哥倫比亞大學Ramabrahmam和Balamani Guthikonda獎。戴宏杰教授在物理、化學、材料和生物醫學類的國際著名期刊發表論文300余篇，總引用次數超過12萬次。在2011年2月Thomson Reuters公司根據研究論文影響力發布的2000-2010年全球頂尖一百位化學家榜單上，戴宏杰教授排名世界第七，華人排名第一。戴宏杰院士集“四院院士”于一身，先后當選美國科學院院士、美國藝術與科學院院士、中國科學院外籍院士、美國醫學院院士。

近期代表性成果：

美國斯坦福大學的戴宏杰院士團隊設計了一種超純銅箔的方波電化學氧化還原循環處理方法，制備了富含（111）取向Cu₂O納米粒子的亞微米厚膜，用于CO₂RR， CO₂壓力為1-60 atm。在45大氣壓以上的KHCO₃電解液中，正極為SW-Cu₂O/Cu的CO₂RR占主導地位，為選擇性甲酸鹽生產提供了98%的法拉第電流效率。SW-Cu₂O/Cu在長期(～20h) CO₂RR期間保持了較高的甲酸鹽選擇性。整個電解槽可以高效節能地生產出大量的甲酸鹽(～0.4 g/cm²)，而不需要對產品進行分離。

文獻鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00122

張翔

1985年張翔獲得南京大學物理學院學士學位；1988年獲得南京大學物理學院碩士學位；1996年獲得美國加州大學伯克利分校機械工程系博士學位；1996年在賓夕法尼亞州立大學任助理教授；1999年在加州大學洛杉磯分校拿到副教授以及全職教授；2004年進入加州大學伯克利分校任全職教授； 2008年發明的納米隱身衣被美國《時代周刊》列入全球十大科學發現之一； 2012年受聘南京大學校長人才工作顧問^?。2017年12月15日被任命為香港大學第16任校長，任期五年^?。張翔院士集“三院院士”于一身，先后當選為美國國家工程院院士?、臺灣中央研究院院士、中國科學院外籍院士。

近期代表性成果：

香港大學和美國加州大學伯克利分校張翔院士團隊在單層MoS₂納米諧振器中實現了谷與機械的相互作用，并將谷激發直接轉換為機械狀態。谷力耦合是通過在存在強局部磁場梯度的情況下，由谷極化的載波的磁矩產生的力來建立實現的。實驗提出了一種實現谷驅動裝置（例如，谷傳感器和谷開關）的途徑，并促進了谷假自旋與其他信息載體（例如，微波光子和超導量子位）的混合。該工作為實現谷驅器件和雜化谷量子系統打下了基礎。

文獻鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0428-0#article-info

楊培東

1988年以全校第一的成績考入中國科學技術大學應用化學系，1997年獲得哈佛大學化學博士學位；1999年進入美國加州大學伯克利分校化學系任教，先后擔任助理教授、副教授、終身教授。2001年至2004年連續獲得美國阿爾弗雷德·斯隆獎；2003年被美國“技術評論”雜志列入世界100位頂尖青年發明家；2004年獲得美國材料學會青年科學家大獎，是第一位獲得該獎的中國人；2007年獲得美國國家科學基金會沃特曼獎；2011年入選湯森路透集團遴選的最優秀的100名化學家榜單中第十位，同時入選了10年中最優秀的100名材料科學家中第一位。楊培東教授先后當選美國藝術與科學院院士、美國國家科學院院士。

近期代表性成果：

美國加州大學伯克利分校楊培東院士團隊建立了一個模型系統，系統地研究了高亮度和良好控制的納米晶體在鹵化物鈣鈦礦中的載流子動力學。研究人員依靠先進的鹵化鈣鈦礦膠態納米晶體的合成技術，利用長寬比、組成和表面條件等可變因素的巨大靈活性來獲得鹵化鈣鈦礦納米結構的物理性質。光致發光量子產率測量和時間分辨熒光壽命測量揭示了納米晶體有趣的長徑比相關的載流子復合動力學，突出了可區分的零維和一維載流子動力學。通過時間分辨熒光分析和理論建模，證實了載流子擴散和材料尺寸對載流子復合動力學和發光效率的作用。

文獻鏈接：

https://doi.org/10.1021/jacs.0c02000

鎖志剛

1985年鎖志剛畢業于西安交通大學力學系，之后赴美留學；1987年獲得美國哈佛大學碩士學位；1989年獲得哈佛大學博士學位后進入美國加州大學圣巴拉拉分校任教，先后擔任助理教授、副教授、終身教授；1997年在美國普林斯頓大學任終身教授；2000年受聘于西安交通大學兼職教授；2003年7月任美國哈佛大學終身教授。現任ASME J Electronic Packaging副主編、J Applied Mechanics 等期刊編委、ASME電子材料委員會主席等多個學術職務，發起和組織了多個國際學術會議，作了百余次國際學術大會邀請報告和學術講座。先后當選為美國國家工程院院士?、美國國家科學院院士。

近期代表性成果：

美國哈佛大學鎖志剛院士和美國馬薩諸塞大學Ryan C. Hayward教授合作報告了使用無液體離子彈性體的二極管和晶體管，其中陰離子或陽離子固定在彈性體網絡上，其他離子種類可移動。極性相反的兩種離子彈性體的連接產生離子雙層，該雙層能夠在不發生電化學反應的情況下整流和切換離子電流。熵驅使可移動離子耗盡，從而形成了結實的結合點，結合點的可拉伸性使機電轉換成為可能。這一結果使可伸縮的離子電路元件，包括二極管、晶體管和機電換能器成為可能。

文獻鏈接：

https://science.sciencemag.org/content/367/6479/773

程正迪

1977年畢業于華東師范大學數學系獲得學士學位，之后前往華東紡織工學院擔任數學教師；1981年獲得華東紡織工學院（現東華大學）化學纖維系碩士學位；1985年獲得美國倫斯勒理工學院化學系博士學位^?；1987年進入阿克倫大學高分子科學系任教，先后擔任助理教授、副教授、教授；1999年被聘為北京大學高分子科學與工程系長江講座教授^?；2007年擔任阿克倫大學高分子科學與工程學院院長^?； 2014年獲得影響世界華人大獎^?；2016年受聘為華南軟物質科學與技術高等研究院院長^?；2017年獲得日本高分子學會國際獎^?。被授予世界高分子物理學領域最高獎項之一的美國物理學會榮譽獎。2008年當選為美國國家工程院院士。

近期代表性成果：

華南理工大學與美國阿克倫大學程正迪（Stephen Z. D. Cheng）院士團隊報告了兩親性球-桿結合物（巨脂）的介觀結構演化，并研究了在此過程中幾何參數（頭尾比和橫截面積）的作用。作為原型系統，巨型脂質通過捕獲其基本特征而類似于天然脂質分子。證明了兩大類脂質（I型和T型，總共8個分子）的自組裝行為。在溶液狀態下構造了多種介孔結構，并合理地理解了它們的分子堆積模型。巨型脂質在一定程度上重塑了天然脂質的相行為，并且當幾何參數偏離天然類似物時，豐富的自組裝形態揭示了獨特的理化行為。

文獻鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.201916149

鮑哲南

1987年鮑哲南考取南京大學化學系；1995年獲得美國芝加哥大學化學系博士學位后進入了貝爾實驗室任職；2001年獲得貝爾實驗室杰出研究人員稱號；2004年進入斯坦福大學化學系任教；2007年獲得斯坦福大學工程教學女教師優秀獎；2010年底作為創辦人之一的C3Nano公司在美國硅谷成立；2011年獲得影響世界華人大獎；2015年被選為《自然》雜志年度十大人物； 2017年獲得世界杰出女科學家成就獎。2018年起任斯坦福大學化學工程系系主任（化學工程學院院長）。因在人工電子皮膚領域做出了重大貢獻，被稱為“人工電子皮膚”之母。并于2016年當選美國國家工程院院士。

近期代表性成果：

美國斯坦福大學鮑哲南院士和Paul M. George等人開發了變形電子(MorphE)，它具有生長適應特性，與以前的可伸縮電子產品完全不同的設計。首先，永久變形只由緩慢的組織生長引起，而不是由快速的身體運動引起，因此需要應變率依賴的機械響應。其次，該裝置應具適應和變形能力，同時在生長過程中對界面組織施加最小的應力。此外，人與人之間器官大小的巨大差異需要可重新配置的電子設備，可以在手術期間調整到任意形狀。根據這些要求，需要進行不可逆變形的電子學，而不是彈性電子學，用于可重新配置的植入過程和減少生長器官的組織約束。

文獻鏈接：

https://doi.org/10.1038/s41587-020-0495-2

本文由eric供稿

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