盘点中国走出的美国四院院士，世界顶尖科学家高华健、杨培东、戴宏杰、鲍哲南、程正迪、张翔、锁志刚等科研新进展

美国国家科学院（NAS）成立于1863年，是由美国著名科学家组成的科学组织，其成员在任期内无偿地作为“全国科学、工程和医药的顾问”，是美国科学界荣誉性及政府咨询机构。美国国家科学院不是政府部门，而是民间的、非营利的、科学家的荣誉性自治组织，其下不设科学研究机构。美国国家工程院（NEA）是美国工程科技界最高水平的学术机构，成立于1964年12月，是世界上较有影响的工程院之一。作为美国工程科技界最高水平的学术团体，美国国家工程院颁发美国工程学界三大最高奖项：拉斯奖、戈登奖和德雷铂奖，被誉为“工程界的诺贝尔奖”。美国国家医学院（NAM）是美国科学界最高水平的四大学术机构（美国国家科学院、美国国家工程院、美国国家医学院、美国国家自然基金会）之一, 美国国家医学院院士被认为是科学家在医学领域的最高荣誉。美国艺术与科学学院（AAAS），1780年5月4日由马萨诸塞州立法机构批准成立，是美国历史最悠久的独立学术团体和政策研究中心之一，这个组织每年都要选取当代最优秀的人才和最具有影响力的领袖成为该院的院士。随着中国的崛起，中国综合国力日趋强大，再加上全球一体化趋势（互联网，语言普及，观念改变等等），出国留学、读研，相对于原来（更加封闭的那个中国）来说，更容易了。随之涌现了大批华人美国国家科学院院士、工程院院士、医学院院士、艺术与科学学院院士。本文梳理了一批从中国走出的美国四院院士以及他们的科研新进展。

高华健

1982年获西安交通大学学士学位，1984年和1988年分别获得哈佛大学工程科学硕士学位和博士学位。于1988年至2002年期间在斯坦福大学任职，1994年晋升为副教授，2000年晋升为正教授。2001年至2006年担任马克斯普朗克金研究所金属研究所主任。2006年至2019年5月担任布朗大学工程学院的Walter H. Annenberg教授。2019年6月起担任新加坡南洋理工大学的五位杰出大学教授之一。曾获得过Rodney Hill固体力学奖、william Prager奖、Nadai奖等众多大奖，发表学术论文300多篇，在世界固体力学领域学者过去20年中的引用排名第一。高华健院士集“六院院士“于一身，先后当选美国科学院院士、美国工程院院士、美国艺术与科学院院士、德国科学院院士、中国科学院外籍院士、欧洲科学院院士。

近期代表性成果：

美国布朗大学高华健院士和澳大利亚昆士兰大学赵春霞教授合作制作了一个硅纳米胶囊库(SNCs) (约150 nm)，杨氏模量从0.56 kPa到1.18 GPa。研究人员系统地研究它们通过非特异性或受体介导的途径与巨噬细胞和癌细胞的相互作用，包括细胞结合、摄取和内吞途径，从根本上理解其弹性依赖的纳米颗粒-细胞相互作用的机制。透射电子显微镜(TEM)研究揭示了软SNCs在细胞结合和内化过程中有趣的动态形态演变。单粒子跟踪显示软SNCs和硬SNCs的内化动力学存在显著差异。

文献链接：

https://advances.sciencemag.org/content/6/16/eaaz4316?rss=1

戴宏杰

1989年本科毕业于清华大学，1994年获哈佛大学博士学位。1997年起加入斯坦福大学化学系，现任J.G. Jackson & C.J.Wood 终身荣誉教授。戴宏杰教授2002年获得美国化学会纯粹化学奖；2006年获得美国物理学会James McGroddy（新材料）奖；2009年获得哥伦比亚大学Ramabrahmam和Balamani Guthikonda奖。戴宏杰教授在物理、化学、材料和生物医学类的国际著名期刊发表论文300余篇，总引用次数超过12万次。在2011年2月Thomson Reuters公司根据研究论文影响力发布的2000-2010年全球顶尖一百位化学家榜单上，戴宏杰教授排名世界第七，华人排名第一。戴宏杰院士集“四院院士”于一身，先后当选美国科学院院士、美国艺术与科学院院士、中国科学院外籍院士、美国医学院院士。

近期代表性成果：

美国斯坦福大学的戴宏杰院士团队设计了一种超纯铜箔的方波电化学氧化还原循环处理方法，制备了富含（111）取向Cu₂O纳米粒子的亚微米厚膜，用于CO₂RR， CO₂压力为1-60 atm。在45大气压以上的KHCO₃电解液中，正极为SW-Cu₂O/Cu的CO₂RR占主导地位，为选择性甲酸盐生产提供了98%的法拉第电流效率。SW-Cu₂O/Cu在长期(∼20h) CO₂RR期间保持了较高的甲酸盐选择性。整个电解槽可以高效节能地生产出大量的甲酸盐(∼0.4 g/cm²)，而不需要对产品进行分离。

文献链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00122

张翔

1985年张翔获得南京大学物理学院学士学位；1988年获得南京大学物理学院硕士学位；1996年获得美国加州大学伯克利分校机械工程系博士学位；1996年在宾夕法尼亚州立大学任助理教授；1999年在加州大学洛杉矶分校拿到副教授以及全职教授；2004年进入加州大学伯克利分校任全职教授； 2008年发明的纳米隐身衣被美国《时代周刊》列入全球十大科学发现之一； 2012年受聘南京大学校长人才工作顾问 。2017年12月15日被任命为香港大学第16任校长，任期五年 。张翔院士集“三院院士”于一身，先后当选为美国国家工程院院士 、台湾中央研究院院士、中国科学院外籍院士。

近期代表性成果：

香港大学和美国加州大学伯克利分校张翔院士团队在单层MoS₂纳米谐振器中实现了谷与机械的相互作用，并将谷激发直接转换为机械状态。谷力耦合是通过在存在强局部磁场梯度的情况下，由谷极化的载波的磁矩产生的力来建立实现的。实验提出了一种实现谷驱动装置（例如，谷传感器和谷开关）的途径，并促进了谷假自旋与其他信息载体（例如，微波光子和超导量子位）的混合。该工作为实现谷驱器件和杂化谷量子系统打下了基础。

文献链接：

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0428-0#article-info

杨培东

1988年以全校第一的成绩考入中国科学技术大学应用化学系，1997年获得哈佛大学化学博士学位；1999年进入美国加州大学伯克利分校化学系任教，先后担任助理教授、副教授、终身教授。2001年至2004年连续获得美国阿尔弗雷德·斯隆奖；2003年被美国“技术评论”杂志列入世界100位顶尖青年发明家；2004年获得美国材料学会青年科学家大奖，是第一位获得该奖的中国人；2007年获得美国国家科学基金会沃特曼奖；2011年入选汤森路透集团遴选的最优秀的100名化学家榜单中第十位，同时入选了10年中最优秀的100名材料科学家中第一位。杨培东教授先后当选美国艺术与科学院院士、美国国家科学院院士。

近期代表性成果：

美国加州大学伯克利分校杨培东院士团队建立了一个模型系统，系统地研究了高亮度和良好控制的纳米晶体在卤化物钙钛矿中的载流子动力学。研究人员依靠先进的卤化钙钛矿胶态纳米晶体的合成技术，利用长宽比、组成和表面条件等可变因素的巨大灵活性来获得卤化钙钛矿纳米结构的物理性质。光致发光量子产率测量和时间分辨荧光寿命测量揭示了纳米晶体有趣的长径比相关的载流子复合动力学，突出了可区分的零维和一维载流子动力学。通过时间分辨荧光分析和理论建模，证实了载流子扩散和材料尺寸对载流子复合动力学和发光效率的作用。

文献链接：

https://doi.org/10.1021/jacs.0c02000

锁志刚

1985年锁志刚毕业于西安交通大学力学系，之后赴美留学；1987年获得美国哈佛大学硕士学位；1989年获得哈佛大学博士学位后进入美国加州大学圣巴拉拉分校任教，先后担任助理教授、副教授、终身教授；1997年在美国普林斯顿大学任终身教授；2000年受聘于西安交通大学兼职教授；2003年7月任美国哈佛大学终身教授。现任ASME J Electronic Packaging副主编、J Applied Mechanics 等期刊编委、ASME电子材料委员会主席等多个学术职务，发起和组织了多个国际学术会议，作了百余次国际学术大会邀请报告和学术讲座。先后当选为美国国家工程院院士 、美国国家科学院院士。

近期代表性成果：

美国哈佛大学锁志刚院士和美国马萨诸塞大学Ryan C. Hayward教授合作报告了使用无液体离子弹性体的二极管和晶体管，其中阴离子或阳离子固定在弹性体网络上，其他离子种类可移动。极性相反的两种离子弹性体的连接产生离子双层，该双层能够在不发生电化学反应的情况下整流和切换离子电流。熵驱使可移动离子耗尽，从而形成了结实的结合点，结合点的可拉伸性使机电转换成为可能。这一结果使可伸缩的离子电路元件，包括二极管、晶体管和机电换能器成为可能。

文献链接：

https://science.sciencemag.org/content/367/6479/773

程正迪

1977年毕业于华东师范大学数学系获得学士学位，之后前往华东纺织工学院担任数学教师；1981年获得华东纺织工学院（现东华大学）化学纤维系硕士学位；1985年获得美国伦斯勒理工学院化学系博士学位 ；1987年进入阿克伦大学高分子科学系任教，先后担任助理教授、副教授、教授；1999年被聘为北京大学高分子科学与工程系长江讲座教授 ；2007年担任阿克伦大学高分子科学与工程学院院长 ； 2014年获得影响世界华人大奖 ；2016年受聘为华南软物质科学与技术高等研究院院长 ；2017年获得日本高分子学会国际奖 。被授予世界高分子物理学领域最高奖项之一的美国物理学会荣誉奖。2008年当选为美国国家工程院院士。

近期代表性成果：

华南理工大学与美国阿克伦大学程正迪（Stephen Z. D. Cheng）院士团队报告了两亲性球-杆结合物（巨脂）的介观结构演化，并研究了在此过程中几何参数（头尾比和横截面积）的作用。作为原型系统，巨型脂质通过捕获其基本特征而类似于天然脂质分子。证明了两大类脂质（I型和T型，总共8个分子）的自组装行为。在溶液状态下构造了多种介孔结构，并合理地理解了它们的分子堆积模型。巨型脂质在一定程度上重塑了天然脂质的相行为，并且当几何参数偏离天然类似物时，丰富的自组装形态揭示了独特的理化行为。

文献链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.201916149

鲍哲南

1987年鲍哲南考取南京大学化学系；1995年获得美国芝加哥大学化学系博士学位后进入了贝尔实验室任职；2001年获得贝尔实验室杰出研究人员称号；2004年进入斯坦福大学化学系任教；2007年获得斯坦福大学工程教学女教师优秀奖；2010年底作为创办人之一的C3Nano公司在美国硅谷成立；2011年获得影响世界华人大奖；2015年被选为《自然》杂志年度十大人物； 2017年获得世界杰出女科学家成就奖。2018年起任斯坦福大学化学工程系系主任（化学工程学院院长）。因在人工电子皮肤领域做出了重大贡献，被称为“人工电子皮肤”之母。并于2016年当选美国国家工程院院士。

近期代表性成果：

美国斯坦福大学鲍哲南院士和Paul M. George等人开发了变形电子(MorphE)，它具有生长适应特性，与以前的可伸缩电子产品完全不同的设计。首先，永久变形只由缓慢的组织生长引起，而不是由快速的身体运动引起，因此需要应变率依赖的机械响应。其次，该装置应具适应和变形能力，同时在生长过程中对界面组织施加最小的应力。此外，人与人之间器官大小的巨大差异需要可重新配置的电子设备，可以在手术期间调整到任意形状。根据这些要求，需要进行不可逆变形的电子学，而不是弹性电子学，用于可重新配置的植入过程和减少生长器官的组织约束。

文献链接：

https://doi.org/10.1038/s41587-020-0495-2

本文由eric供稿

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