郭雪峰(北京大學化學與分子工程學院教授)

郭雪峰(北京大學化學與分子工程學院教授)

郭雪峰，男，1994年-2001年期間在北京師範大學化學系學習並獲學士和碩士學位，2004年7月於中國科學院化學研究所獲博士學位，2004年8月-2007年12月期間在美國哥倫比亞大學納米中心、化學系和物理系做博士後研究工作。2008年1月至今受聘為北京大學化學與分子工程學院研究員、教授、博士生導師。

2012年8月獲國家傑出青年科學基金資助

2016年5月入選2015年度科技部中青年科技創新領軍人才

2016年12月，基於“世界首例真實穩定可控的單分子電子開關器件”項目入選2016年度“中國高等學校十大科技進展”。

基本介紹

學術簡歷,研究領域,榮譽獲獎,研究成果,論文發表,

學術簡歷

1994-2001: 北京師範大學化學系學士和碩士
2001-2004: 中科院化學所博士
2004-2007: 哥倫比亞大學納米中心、化學系和物理系博士後
2008-2016 北京大學化學學院研究員
2016-至今: 北京大學化學學院教授

研究領域

功能納米和分子器件的設計、微納加工和器件研究
條件刺激回響的分子材料的設計、合成及器件研究
碳納米管的可控生長及其在光電子學和生物檢測方面的套用
有機半導體材料的設計、合成和器件研究
有機無機複合材料的設計、合成和器件研究
有機無機納米結構的生長及相應的納米光電子學

榮譽獲獎

2005年中科院50篇優秀博士論文獎
2006年全國百篇優秀博士論文獎
2009年日本化學年會“The Distinguished Lectureship Award”獎
2009年北京市科技新星獎
2009年霍英東教育基金獎
2010年中國化學會青年化學獎
2012年8月獲國家傑出青年科學基金資助
2015年12月獲第九屆藥明康德生命化學研究獎學者獎
2016年5月入選2015年度科技部中青年科技創新領軍人才
2019年9月，獲得2019年“科學探索獎”。

研究成果

2016年6月，郭雪峰課題組聯合美國賓夕法尼亞大學Abraham Nitzan教授課題組、北京大學信息科學技術學院徐洪起教授課題組等在《科學》（Science,2016,352, 1443）期刊上發表了關於單分子器件研究中取得的重要進展。研究人員利用通過理論模擬預測和分子工程設計在二芳烯功能中心和石墨烯電極之間進一步引入關鍵性的亞甲基基團，所得實驗和理論研究結果一致表明新體系成功地實現了分子和電極間最佳化的界面耦合作用，突破性地構建了一類全可逆的光誘導和電場誘導的雙模式單分子光電子器件。石墨烯電極和二芳烯分子穩定的碳骨架以及牢固的分子/電極間共價鍵連結方式使這些單分子開關器件具有空前的開關精度、穩定性和可重現性，在未來高度集成的信息處理器、分子計算機和精準分子診斷技術等方面具有巨大的套用前景。
二芳烯-石墨烯單分子光電子開關器件二芳烯-石墨烯單分子光電子開關器件
2016年11月，郭雪峰課題組及其合作者結合電學檢測具有無損、無標記和實時檢測的優點，分別從矽納米線生物感測器和石墨烯基分子器件出發，發展了單分子動力學研究的電學新手段，相關成果分別發表在《Angew. Chem. Int. Ed.》（2016, 55, 9035）和《Science Advances》（2016, 2, e1601113）上；①前者工作結合具有超快採樣率和超高信噪比的鎖相放大器，搭建出時間解析度達到亞微秒級別的單分子電學測試平台，並由此們捕獲到了用單個發卡狀DNA分子修飾的矽納米線生物感測器在PBS溶液中呈現出的雙穩態震盪信號，獲得了單個DNA分子摺疊與展開過程的熱力學和動力學詳細信息，這些信息與傳統的光學手段測得的結果完全吻合，驗證了檢測平台的可靠性；②後者工作以石墨烯基分子器件為測試平台，將輪烷分子連線在石墨烯電極之間，研究了輪烷與甲基紫精的主客體分子間的反應動力學。石墨烯基分子器件具有無標記、實時監測的優點且不依賴大型測試儀器，該方法開啟了單分子器件在分子反應動力學研究的新篇章，未來在探究反應動力學和揭示有機反應機理上具有潛在的套用。
基於矽納米線器件的單分子檢測基於矽納米線器件的單分子檢測
2018年，學術成果在Science子刊發表：最近，北京大學化學與分子工程學院郭雪峰課題組、中科院化學研究所張德清課題組以及加利福尼亞大學洛杉磯分校Kendall N. Houk課題組合作發展了一種基於單分子器件平台的單分子電學檢測新方法和新技術，實現了在單分子水平上對於化學反應動力學的研究。

論文發表

近五年代表性論文
  1. Chuancheng Jia, Agostino Migliore, Na Xin, Shaoyun Huang, Jinying Wang, Qi Yang, Shuopei Wang, Hongliang Chen, Duoming Wang, Boyong Feng, Zhirong Liu, Guangyu Zhang, Da-Hui Qu, He Tian, Mark A. Ratner, H. Q. Xu*, Abraham Nitzan* and Xuefeng Guo*, Covalently-bonded Single Molecule Junctions with Stable and Reversible Photoswitched Conductivity,Science2016, 352, 1443. Highlighted by Science (a perspective article;Science2016, 352, 1394) in the same issue,Chemical & Engineering News, and Chemistry World.
  2. Dong Xiang, XIaolong Wang, Chuancheng Jia, Takhee Lee* and Xuefeng Guo*, Molecular-Scale Electronics: From Concept to Function,Chem. Rev.2016, 116, 4318.
  3. Chuancheng Jia, Bangjun Ma, Na Xin, and Xuefeng Guo*, Carbon Electrode-Molecule Junctions: A Reliable Platform for Molecular Electronics,Acc. Chem. Res.2015, 48, 2565. (Cover of this issue)
  4. Chuancheng Jia and Xuefeng Guo*, Molecule-Electrode Interfaces in Molecular Electronic Devices,Chem. Soc. Rev.2013, 42, 5642. (Cover of this issue)
  5. Xuefeng Guo*, Single-Molecule Electrical Biosensors Based on Single-Walled Carbon Nanotubes,Adv. Mater.2013, 25, 3397. (Cover of this issue)
  6. Chuancheng Jia, Jinying Wang, Chang-Jiang Yao, Yang Cao, Yu-Wu Zhong, Zhirong Liu, Zhongfan Liu* and Xuefeng Guo*, Conductance Switching and Mechanisms in Single-Molecule Junctions,Angew. Chem. Int. Ed.2013, 52, 8666. Selected as a “hot paper”; Highlighted by Nature.
  7. Yang Cao, Shaohua Dong, Song Liu, Li He, Lin Gan, Xiaoming Yu, Michael L. Steigerwald, Xiaosong Wu, Zhongfan Liu and Xuefeng Guo*, Building High-Throughput Molecular Junctions Using Indented Graphene Point Contacts,Angew. Chem. Int. Ed.2012, 51, 12228.
  8. Song Liu, Xinyue Zhang, Wangxi Luo, Zhenxing Wang, Xuefeng Guo*, Michael L. Steigerwald, and Xiaohong Fang*, Single-Molecule Detection of Proteins Using Aptamer-Functionalized Molecular Electronic Devices,Angew. Chem. Int. Ed.2011, 50, 2496. (Frontispiece of this issue) Highlighted by NPG Asia Mater.

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