研究方向: 我们研究组本着师法自然的原则,将致力于发展功能蛋白质材料和类似于蛋白质的巨型分子材料,构建一些能够和自然界材料性能相媲美的,甚至更好的生物材料。 1.蛋白质是自然界的功能分子,其结构和功能的多样性堪为合成高分子的典范,而其可进化的性质更拓展了其无限的可能性。以蛋白质为功能载体,发展多功能化并可在时空尺度上精确控制机械性能和生物性能的生物材料,将为解决诸多基本生物问题提供平台,并在组织工程中得以实用。
2.先进材料的发展和构效关系的阐明是是材料科学家的共同问题。要把分子微观上的功能传递放大成为材料的宏观上的性质,就必须把化学方法和物理原理一起结合到材料的设计中去,实现对化学结构,对等级结构,特别是1-100纳米这个尺度的结构的控制。高分子体系的精确合成因而不可或缺。所以,我们计划将点击化学,串联反应,无保护基团反应,自组装辅助反应等理念引入到高分子的合成中去,努力探索复杂高分子体系的快速精确合成策略。 3.在合成高分子中模拟蛋白质的结构和功能是一个对于高分子化学和物理的巨大挑战。在蛋白质里,可以找到相对独立的,具有稳定折叠结构和确定功能的保守区域。一个蛋白质可以由几个不同的区域组成,同样一个区域也可以在不同的蛋白质里头找到。受此启发,我们计划将具有确定的、稳定的、相对独立的三维空间原子排列的分子纳米粒子作为基元用来构建具有精确结构的巨型分子,组装成在1-100纳米之间的有序结构,来实现相应的功能。
欢迎对以上研究方向有兴趣的研究生和本科生同学加入本课题组。同时,本课题组目前有两个博士后的位置和多个研究助理的位置开放,欢迎随时与张文彬研究员联系递交申请材料。更多的情况请参见课题组主页(链接/zhangwb)。
代表性论文: 1.Zhang, W.-B.; Yu, X.; Wang, C.-L.; Sun, H.-J.; Hsieh, I-F.; Li, Y.; Dong, X.-H.; Yue, K.; Van Horn, R. M.; Cheng, S. Z. D.* Molecular Nanoparticles Are Unique Elements for Macromolecular Science: From “Nanoatoms” to Giant Molecules. Macromolecules 2014, 47, 1221-1239. (Invited Perspective) 2.Zhang, W.-B.;? Sun, F.;? Tirrell, D. A.;* Arnold, F. H.* Controlling Macromolecular Topology with Genetically Encoded SpyTag-SpyCatcher Chemistry. J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 13988-97. (?equal contribution) 3.Li, Y.; Guo, K.; Su, H.; Li, X.; Feng, X.; Wang, Z.; Zhang, W.; Zhu, S.; Wesdemiotis, C.; Cheng, S.Z.D.;* Zhang, W.-B.* Tuning “Thiol-Ene” Reactions toward Controlled Symmetry Breaking in Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes. Chem. Sci., 2014, 5,1046-1053. 4.Yu, X.; Yue, K.; Hsieh, I.-F.; Li, Y.; Dong, X.-H.; Liu, C.; Xin, Y.; Wang, H.-F.; Shi, A.-C.; Newkome, G. R.; Ho, R.-M.; Chen, E.-Q.;* Zhang, W.-B.;* Cheng, S. Z. D.* Giant Surfactants Provide a Versatile Platform for Sub-10nm Nanostructure Engineering. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 2013, 110, 10078-83. 5.Zhang, W.-B.;? He, J.; ? Yue, K.; ? Liu, C.; Ni, P.; Quirk, R. P.;* Cheng, S. Z. D.* Rapid and Efficient Anionic Synthesis of Well-Defined Eight-Arm Star Polymers Using OctavinylPOSS and Poly(styryl)lithium. Macromolecules 2012, 45, 8571-8579. (?equal contribution) 6.Li, Y.; Zhang, W.-B.;* Hsieh, I-F.; Zhang, G.; Cao, Y.; Li, X.; Wesdemiotis, C.; Lotz, B.; Xiong, H.;* Cheng, S. Z. D.* Breaking Symmetry towards Non-Spherical Janus Particles Based on Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes: Molecular Design, “Click” Synthesis, and Hierarchical Structure. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10712-10715. 7.Zhang, W.-B.; Li, Y.; Li, X.; Dong, X.; Yu, X.; Wang, C.-L.; Wesdemiotis, C.; Quirk, R. P.;* Cheng, S. Z. D.* Synthesis of Shape Amphiphiles Based on Functional Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane End-capped Poly(L-Lactide) with Diverse Head Surface Chemistry. Macromolecules 2011, 44, 2589-2596. 8.Yu, X.; Zhong, S.; Li, X.; Tu, Y.; Yang, S.; Van Horn, R. M.; Ni, C.; Pochan, D. J.; Quirk, R. P.; Wesdemiotis, C.; Zhang, W.-B.;* Cheng, S. Z. D.* A Giant Surfactant of Polystyrene-(Carboxylic Acid-Functionalized Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane) Amphiphile with Highly Stretched Polystyrene Tails in Micellar Assemblies. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16741-16744. 9.Zhang, W.-B.; Sun, B.; Li, H.; Ren, X.; Janoski, J. E.; Sahoo, S.; Dabney, D. E.; Wesdemiotis, C.; Quirk, R. P.*; Cheng, S. Z. D.* Synthesis of In-Chain-Functionalized Polystyrene-block-poly(dimethylsiloxane) Diblock Copolymers by Anionic Polymerization and Hydrosilation using Dimethyl-[4-(1-phenylvinyl)phenyl]silane. Macromolecules 2009, 42, 7258-7262. 10.Zhang, W.-B.; Tu, Y.; Ranjan, R.; Van Horn, R. M.; Leng, S.; Wang, J.; Polce, M.; Wesdemiotis, C.; Quirk, R. P.; Newkome, G. R.; Cheng, S. Z. D.* “Clicking” Fullerene with Polymers: Synthesis of [60]Fullerene End-Capped Polystyrene. Macromolecules 2008, 41, 515-517.
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