崔景芹,女,博士,廈門大學薩本棟微納米研究院高級工程師。
基本介紹
- 中文名:崔景芹
- 畢業院校:紐約市立大學
- 學位/學歷:博士
- 職業:教師
- 專業方向:化學工程
- 任職院校:廈門大學
個人經歷,研究方向,學術成果,
個人經歷
2000年畢業於浙江大學,獲生物化學工程學士學位。2000年-2003年於中科院過程工程所攻讀並獲生物化學工程碩士學位。2008年9月在紐約市立大學城市學院(the City College, the City University of New York)化學工程系獲得博士學位,2008年10月-2010年1月,2010年2月-2011年11月分別在約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)、歐道明大學(Old Dominion University)進行博士後研究工作,2012年1月-2013年2月在紐約市立大學城市學院進行訪學繼續雙面神粒子-複雜流體系統的理論分析與套用研究。2013年3月加入廈門大學薩本棟微納研究院任高級工程師。
研究方向
膠體粒子介電泳組裝製備特異材料(Metamaterials)和雙面神粒子誘導電荷電動力學(Induced-charge electrokinetics)在微流體中性質。
學術成果
具體研究項目:
1. 可控組裝、新型微納結構與器件;
自組裝和可控組裝一般指膠體粒子在外界環境作用下組合排布成有序結構的過程。通常在毛細作用和重力場中發生的粒子排布為自組裝,而在電場、磁場、熱場、或化學場等外加作用下發生的排布直至達到目的結構為可控組裝。比如光子晶體(photonic crystals)便是由相應粒子組裝成的具有光子帶隙特性的周期性電介質一、二、三維結構,利用交流電場引發的介電泳力控制粒子是實現有規則組裝結構的方法之一。示了叉指電極中單個聚苯乙烯粒子被介電泳作用力控制在勢阱中。展示了四電極電場中利用介電泳力控制聚苯乙烯粒子組裝成的圓拱頂型六方緊密堆積結構。而當粒子本身性質不對稱(雙面神粒子)比如半球面為導電物質、半球面為介電物質時,其與電場的作用更表現出特殊性,觀察到組裝成導電半球面連成一線、介電半球面分列兩邊的鋸齒狀結構。這樣特殊的低維/高維組裝或可套用於實現新功能的電、磁、光特異材料等。此外,我們也可以利用納米材料結構、組分、取向、功能等各種性質的嚴格可控合成,將微納材料(包括不對稱粒子)有效整合於高性能的微系統微結構,如感測器件、電池電極、超級電容器等套用於環境、醫學、能源等方向。
(J. J. Juarez et al. Langmuir, 2011, 15, 9211–9218)
(J. J. Juarez et al. Soft Matter, 2012, 8, 94-103)
2.基於不對稱微納粒子的原位探針(國家自然科學基金);
在實驗流體力學中經常利用微納級粒子跟隨流體流動示蹤獲得被測流場的信息,比如Particle Image Velocimetry就利用雷射示蹤粒子位移蹤跡獲得瞬時、多點、無干擾的信息來推判流場空間結構和流動特性。此外利用微納粒子單顆粒成像也已套用於實時檢測病毒致病機理和推導與宿主細胞作用的模型。利用光學追蹤,測量裝置不會介入干擾流場或待測環境,提供的信息比許多其它方法更接近於真實狀況。我們在這一理論基礎上將光學不對稱雙面神(Janus)膠體粒子引入黏彈性流體作為微探針,示蹤微探針布朗運動的蹤跡、利用高效準確的圖像及數據分析獲得表面-流體相互作用的量化信息。新穎之處在於因為其光學不對稱性,我們不僅可以復原粒子的平動運動,還能夠清晰地示蹤粒子在三維空間內的轉動運動,增加了信息量和信息準確性,球體轉動信息僅在光學不對稱雙面神粒子出現後才成為可能。這種微探針方法僅需要微升樣品量,而且具有測量頻率範圍廣、測量直接、能夠恢複流體原位真實性等優點。研究目的是希望能夠精確地測試分析流體性質,在不久的將來開展微探針示蹤實時分析在抗體篩選、結合特性、藥劑開發等相關領域的套用。
(J.-Q. Cui et al., Colloids and Surface A, 2017)
3.微流控系統及其套用;
微流控系統利用微納級管道傳遞流體,因為管道的微小尺寸,液體流動主要為與管壁平行的低雷諾數層流。利用層流特性,可以實現化學物質或細胞在微通道中的有序排布。然而,在層流情況下,傳質主要途徑為緩慢的分子擴散,液體混合過程相對困難,在需要加快傳質過程和液體混合時不能有效實現期望結果。在將電學不對稱微球放入外加DC電場的微流控管道中時,我們觀察到微球在一定範圍內既可以連續前行移動,又可以連續轉動。其原因是導電錶面在電場中產生的誘導電荷使得表面雙電層內電荷/離子分布也受影響,電場作用下這些電荷/離子帶動液體在粒子表面產生渦流,從而影響了原本的電滲流和粒子電泳方向。轉動的產生可能加速液體混合,提高微反應器傳質過程效率。在實驗的同時我們也開展仿真模擬研究,以深化對誘導電荷-微流控系統的研究,為套用提供理論指導和預測。利用微流控技術最終期望將生物、化學、醫學分析等過程的樣品製備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到厘米級大小的綜合晶片上,實現分析過程自動化、可移動化。
主要文章及會議摘要
1. S. Li, W. He, P. Deng, J.-Q. Cui, B. Qu*, ‘Ultra-long cycle life of sodium-ion batteries in VS4-G nanocomposite structure’, Material letters, 2017
2. D. Long, H. Guo, J.-Q. Cui, X. Chen*, M. Lu, ‘Rapid etching of carbon fiber induced by noble metal nanoparticles’, Material letters, 2017
3. J.-Q. Cui*, D. Long, P. Shapturenka, I. Kretzschmar*, X. Chen, T. Wang ‘Janus particle-based microprobes: determination of object orientation’, Colloids and Surface A, 2017
4. J. J. Juarez, B. Liu, J.-Q. Cui, M.A. Bevan*, ‘kT-Scale Colloidal Interactions in High Frequency Inhomogeneous AC Electric Fields. II. Concentrated Ensembles’, Langmuir, 2011
5. J. J. Juarez, J.-Q. Cui, B. Liu, M.A. Bevan*, ‘kT-Scale Colloidal Interactions in High Frequency Inhomogeneous AC Electric Fields. I. Single Particles’, Langmuir, 2011
6. A. Maliakal*, J.-Q. Cui, I. Kretzschmar, L. Zhu, ‘Patternable electroactive polymer actuators incorporating titania core-poly(butal-acrylate) shell nanoparticles’, PMSE Preprints, 2008
7. J.-Q. Cui and I. Kretzschmar*, ‘Surface-anisotropic polystyrene spheres by electroless deposition’, Langmuir, 2006
8. J.-Q. Cui, I. Kretzschmar, P. Shapturenka, ‘Brownian dynamics of Patchy spheres: the effect of viscosity and surface coating’, 88th ACS Colloid & Surface Science Symposium, June 2014, Philadelphia, PA
9. J.-Q. Cui, ‘Microfluidic electrophoresis of metallodielectric Patchy particles’, 88th ACS Colloid & Surface Science Symposium, June 2014, Philadelphia, PA