研究方向
1. 先進碳材料的製備與套用
2. 導電彈性體及其柔性器件與設備
3. 人工肌肉的製備與套用
4. 超級電容器與新能源器件
5. 碳材料的生物醫藥套用
研究方向為仿生智慧型高分子材料,包括高強韌人造蜘蛛絲、人工肌肉、柔性電子、柔性製冷等。在 Science, Nat. Commun., Adv. Mater.等國際學術 SCI 期刊上發表研究論文 100 余篇。其中2015年關於可拉伸導體的研究工作被美國《Discover Magazine》評選為2015年度全球TOP100重大科學發現;2019年關於“扭熱製冷”的工作發展了扭轉製冷新方法,大幅提高了製冷效率;研發的水凝膠纖維人造蜘蛛絲強度與韌性性能接近天然蜘蛛絲;基於多種纖維材料等發展了多種智慧型織物。多篇關於柔性健康監測的文章被選為封面文章,受邀撰寫多篇綜述,授權中國專利10餘項,在多個國內外學術會議做邀請報告40餘次。
代表論文
1. Zunfeng Liu, Shaoli Fang*, Francisco A. Moura, et al. Hierarchically Buckled Fibers for Superelastic Electronics, Sensors, and Muscles. Science, 2015, 349, 400.
2. Hongyan Wang#, Zunfeng Liu# (equal contribution), Jianning Ding, et al. Downsized Sheath-Core Conducting Fibers for Weavable Superelastic Wires, Biosensors, Supercapacitors, and Strain Sensors, Adv. Mater. 2016, 28, 4998.
3. Filip ten Bruggencate, Fabrice Laroche, Yue Zhang, Guoqiang Song, Shougen Yin,* Jan Pieter Abrahams*, and Zunfeng Liu* Visualizing the localization of transfection complexes during graphene nanoparticle-based transfection, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 6353-6358
4. Zunfeng Liu*, Patrick Voskamp, Yue Zhang, Fuqiang Chu, Jan Pieter Abrahams. Capture of unstable protein complex on the streptavidin-coated single-walled carbon nanotubes, J. Nanopart. Res. 2013, 15, 1582.
5. Xiang Zhou, Fabrice Laroche, Patrick Voskamp, Tao Lu, Fuqiang Chu, Herman Spaink*, Jan Pieter Abrahams*, Zunfeng Liu* Ultra-Small Graphene Oxide Functionalized with Polyethylenimine (PEI) allows very Efficient Gene delivery in Cell and Zebra Fish Embryos, Nano Res. 2012. 5(10): 703–709
6. Zunfeng Liu*, Federica Galli, Willem-Jan Waterreus, et al. Single Walled Carbon Nanotubes as a Scaffold to Concentrate DNA for Studying DNA-Protein Interactions, ChemPhysChem, 2012, 13, 1569.
7. Zunfeng Liu*, Federica Galli, Kjeld G. H. Janssen, et al. Stable Single-Walled Carbon Nanotube?Streptavidin Complex for Biorecognition. J. Phys. Chem. C 2010 114, 4345.
8. Zunfeng Liu*, Linhua Jiang, Federica Galli, et al. A Graphene Oxide-streptavidin Complex for Biorecognition – Towards Affinity Purification. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2857.
9. Zunfeng Liu, Qian Liu, Yi Huang, Yanfeng Ma, Shougen Yin, Xiaoyan Zhang, Organic photovoltaic devices based on a novel acceptor material: graphene, Adv. Mater. 2008, 20, 3924.
10. Zunfeng Liu, Qian Liu, Yi Huang, et al. Organic photovoltaic devices based on a novel acceptor material: graphene. Adv. Mater. 2008, 20, 3924-3930.
申請專利
1.一種基於一維
碳納米材料的親和性分離
透射電鏡支持膜(已授權) 劉遵峰,劉倩,王楠,專利號:ZL2012201606
95.6 。
2.一種同步、簡化的蛋白質研究方法及所需多功能載體的構建。(已授權)劉倩,劉遵峰,賈鳳美,專利號:ZL201310224362.4。
3. 一種多功能化的石墨烯
基因載體和基於該載體的基因轉染試劑及其製備方法。劉遵峰,劉倩,王楠,
專利申請號:201110372228.X
4. 一種低溫下使用催化劑使木粉石墨化的方法。劉遵峰 賈鳳美,專利申請號:201310104626.2
5.一種高效、低毒的石墨烯多功能載體的構建及其製備方法
賈鳳美,劉遵峰,劉倩,
專利申請號:201310729272.0。
6.一種提高蛋白純化純度的預處理方法。劉遵峰,賈鳳美,劉倩,專利申請號:201310756622.2。
7.一種穩定、新型的
過氧化物酶測定用顯色液。劉遵峰 劉倩賈鳳美 種玉婷,專利申請號:201310756623.7。
8.可進行蛋白質即時定位的多功能載體。賈鳳美,劉遵峰,劉倩,專利申請號:201410014475.6。
主要成就
劉遵峰實驗室發展了新型人工肌肉纖維材料,通過加入捻度,放大了纖維在濕度下的長度變化,率先發展了基於捻曲結構的蠶絲等全天然纖維材料的智慧型回響性織物。研製了“捻曲核殼結構”的人造蛛絲纖維,實現了類蜘蛛絲的多層次結構特徵,通過有機高分子合成實現了接近天然蜘蛛絲的強度和韌性。捻曲結構減小了材料的熵,使彈性體的製冷效率從32%增加到67%。並發現了多種基於捻曲結構的彈熱製冷材料,拓展了固態製冷技術的範疇。發展了基於零泊松比褶皺結構的彈性導體,並實現了導電通路的調控,製備了200%應變下高線性的電阻型應變感測器,解決了電阻型應變感測器大型變下線性差的問題;並基於此,構建了多層次協同作用的模擬神經傳導、應變感測、驅動為一體的人工肌肉纖維。
2019年10月,中美兩國科研團隊開發出一種新型柔性製冷方法,使用橡膠、魚線和鎳鈦合金等材料像“扭麻花”一般實現製冷,有望顯著提升熱機效率,節省電能並降低製冷成本。論文共同通訊作者、
南開大學藥學院教授劉遵峰說,傳統“彈熱製冷”需要將橡皮筋拉長6至7倍再縮回,“扭熱製冷”比它的卡諾效率高一倍,且體積更小。
劉遵峰團隊研發的彈性天線,在177%拉伸應變下,電導率遠高於常規彈性導體,在120%拉伸應變下電阻只增加40%。