基本介紹
- 中文名：於養信
- 國籍：中國
- 出生地：陝西省西安
- 出生日期：1966年03月24日
- 職業：教師
- 畢業院校：清華大學
- 性別：男
- 職稱：清華大學化學工程系教授
人物經歷,研究方向,主要貢獻,科研項目,研究成果,
人物經歷
1988年獲清華大學學士學位，1991年獲清華大學碩士學位。2005年獲清華大學化學工程系化學工程與技術專業博士學位； 1991年至今在清華大學化學工程系任教，1998年晉升為副教授。2005年12月晉升為教授；現每年可招碩士生2人 彰武2001年4月至2002年9月在美國加州大學(Riverside)進行訪問研究 。
研究方向
2多孔介質吸附特性的分子模擬研究3流體的傳遞性質研究4非均相流體的熱力學性質研究。
3.生物體液結構和擴散性質，界面化學工程，化工熱力學。
生物體液結構和擴散性質研究
我們以生物體液為研究對象，探討電解質小離子對脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)以及蛋白質的結構和擴散的影響。套用計算機分子模擬和密度泛函理論，研究離子在生物大分子周圍的密度分布，探討體液中PH值和小離子種類及其濃度對生物大分子-配體作用的影響，同時揭示體液在細胞膜內外的擴散規律。這些研究對於化學工程中核酸和蛋白酶的生產與提純以及製藥工業都有著重要的意義，同時也能幫助我們認識某些疾病的發病原因(例如有一種糖尿病就是由於胰島素和糖的結合能力下降造成的)。
界面化學工程
針對化學、化工、生物、醫藥、材料以及環境中的複雜雙液相反應和分離體系，研究微孔液、膠團和反膠團的微、介觀結構和界表面性質，以及各種實際流體在微、介觀尺度下的密度分布、液-液平衡以及傳遞性質。納米技術的最新發展面臨的任務是不僅要測量原子的性質，而且要控制原子在複雜組裝體中的排列及其性質。這些組裝體通常由流體在界面處形成，這就需要用密度泛函理論和分子模擬從理論上解決組裝體形成過程出現的流體界面問題。例如，現代納米技術中的通過分子印記製備模板組裝體，通過溶劑蒸發製備以自組裝二氧化矽為基礎的納米結構材料以及通過化學識別作用製備可控轉換性質的雙層脂肪流體等都涉及到流體的界面問題。尤其是由於大部分化學反應發生在催化劑表面，許多分離設備的效率取決於相界面性質，納米材料的製備和生產需要在界面層進行，所以進一步開展密度泛函理論和分子模擬的套用研究對於化學工程學科發展和新型化學反應及分離工藝的開發等，具有重要的意義。
工業尾氣能量與物質的綜合利用
工業尾氣(如鍋爐煙道氣、紡織行業定型機尾氣等)未經處理排放是造成空氣污染的主要原因之一。我們針對不同工業尾氣的溫度和組成，研究對其餘熱和組成的綜合利用，達到節能和廢物(尾氣中的有機物等)的循環回收，設計尾氣淨化處理和有機物回收的工藝路線及相關設備。開發生物質氣脫除二氧化碳的新工藝。此項研究對於治理大氣環境污染有著重要的意義和經濟價值。 開發和分子設計脫除汽車尾氣中氮化物的分子篩催化劑，套用計算化學研究氣體在金屬及金屬氧化物催化劑表面的化學吸附和物理吸附過程。
溶液性質及流體相平衡的統計力學研究
化學工業加工的對象大多是處於液體狀態。由於產品日趨繁複，液體體系已由簡單流體發展為電解質溶液、高聚物溶液、生物大分子溶液、膠體溶液等。流體所處條件也更為苛刻，如高溫、高壓、超臨界等。因此從流體的分子性質出發，由統計力學所建立的液體理論推算及預測流體的性質，已成為化工產品及過程開發的關鍵。
分子模擬的套用研究
套用分子模擬技術，採用商用軟體Material Studio和Amber軟體包以及本課題組積累的分子模擬軟體，模擬研究脫硫脫氮催化反應體系、電池儲能體系、超級電容器、生物雙分子層結構與功能、膜材料及其分離特性、DNA與蛋白質藥物的作用機理等，並對模擬出的有良好套用前景的體系，做進一步的實驗研究以及工業化設計。
主要貢獻
科研項目
1. 離子誘導DNA構象轉變的密度泛函理論研究，國家自然科學基金，2009-2011，課題負責人； 2. 套用密度泛函理論研究納濾膜的分離特性，教育部博士點基金，2008-2010，課題負責人； 3. 膜性質的分子模擬和密度泛函理論研究,973課題，2003-2008，課題負責人； 4. 離子在帶電納米孔內傳遞的理論研究，自然科學基金,2004-2006,項目負責人； 5. 離子在核酸周圍分布及其熱力學性質研究, 自然科學基金,2004-2006,項目負責人； 6. 自洽積分方程理論研究電解質溶液擴散性質,自然科學基金,2002-2004,項目負責人。
研究成果
1.在電解質溶液研究方面，首次提出了有效陽離子直徑的表達式，並結合原始平均球近似理論(MSA)，成功地關聯計算了各種高農電解質及其混合物的活度係數。隨後首次將其套用於研究電解質溶液的表面張力；將非原始MSA與微擾理論有機地結合起來，首次成功地套用非原始平均球近似和微擾理論建立了預測電解質溶液高壓氣體溶解度的理論模型，計算結果與實驗值良好。 2.在流體擴散性質研究方面，首次以分子模擬數據為基礎系統地提出了方阱流體、長鏈流體和締合流體的自擴散係數理論模型，其對長鏈分子(碳原子數達154)和締合流體計算精度優於國際上現有的各種模型；使用Yukawa模型，結合流體力學理論，提出了預測蛋白質溶液互擴散係數的方法，能解釋互擴散係數隨濃度變化曲線出現極值的現象。 3.在非均勻流體的結構性質研究方面，對基本度量理論(FMT)使用硬球混合物的BMCSL狀態方程進行了改進，改進後的理論對非均勻流體在接觸點的密度的預測更為準確。將FMT與熱力學微擾理論及平均球近似結合，分別提出了準確計算非均勻締合流體、聚合物和雙電層結構的密度泛函計算方法，同時對Percus測試粒子法進行了擴展，首次成功地用密度泛函理論同時預測了聚合物分子間和分子內的相關函式。所提出的密度泛函理論可套用於研究界面吸附、界面張力、受限空間的相平衡、外場對流體結構的影響以及成核現象等。 4.在分子模擬研究方面，使用巨正則系綜Monte Carlo模擬對碳納米管儲氫和分離氣體混合物進行了研究，通過路徑積分法計入氫氣的量子效應; 研究了磷脂雙層摸的結構性質、超臨界二氧化碳體系的擴散性質和平衡熱力學性質等。 5. 建立了紡織行業中定型機尾氣能量和物質回收裝置，使尾氣排放達到國家標準，回收油品產生了良好的經濟效益。
