微纳孔道藏世界,液体门控通乾坤
——侯旭事迹介绍
侯旭,1983年生,四川成都。2002年,侯旭以优异的成绩考入四川大学“创新人才班”(现为吴玉章学院),学习生物医学工程专业,于2006年他被保送到国家纳米科学中心攻读物理化学博士学位,2011年,他获得全国胶体与界面化学优秀成果奖一等奖、中国科学院研究生院院长优秀奖等重要学生奖项;后赴美在哈佛大学开展博士后的研究工作,2014年,他获得了哈佛大学博士后事业发展奖,同年7月,他入选美国化学会SciFinder化学领域未来领袖,他是从全球优秀年轻化学家中遴选出来的18位科学家之一;2015年,他拿到哈佛-麻省理工医疗科技学院的讲师职位,不忘初心,为了心中那份属于祖国的归属感,2016年侯旭毅然放弃了哈佛与麻省理工提供的职位,回到祖国,入职被誉为“南方之强”的厦门大学。目前,他是厦门大学化学化工学院和物理科学与技术学院的双聘教授(博导),并兼任校工会副主席、厦门大学化学化工学院电化学科学与工程研究所所长、固体表面物理化学国家重点实验室副主任。同时,他还是“全国创新争先奖”获得者、国家杰出青年基金获得者、国家重点研发计划纳米科技重点专项项目负责人、国际仿生工程学会青年委员会委员、世界顶尖科学家论坛青年委员会委员、中国化学会仿生材料化学委员会委员、中国微米纳米技术学会监事会监事、Chinese Chemical Letters副主编、National Science Review编辑工作组成员、Cell Reports Physical Science顾问编委、厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室副主任、厦门大学电化学科学与工程研究所所长、闽江科学传播学者(首批)、福建省十佳科学传播人物等。在国际纯粹与应用化学联合会IUPAC成立100周年之际,侯旭被遴选代表中国作为全球青年化学家元素周期表第100号元素的代言人。
目前,侯旭以第一或通讯作者发表在Nature和Science及其子刊、《国家科学评论》等国内外专业期刊上80余篇;主编出版2本学术著作;授权国内外发明专利20余项;曾受邀参与央视CCTV《人物·故事》栏目专题访问,并作为央视CCTV科教频道《百家讲坛》科学公开课的主讲人。
侯旭致力于仿生多尺度孔道系统研究,提出“液体门控”原创理论和“仿生纳流离子学”、“液基材料”概念,将液体界面调控和限域空间对称/非对称仿生设计作为提升材料功能、性能和应用的突破口,为解决制约传统材料的稳定性和功能性提供了新思路。
其近期代表性学术成就如下:
在微尺度孔道系统方面,他受肺泡启发,孕育了“液体门控”,并逐步将液体门控的概念与理论发展具体成形,通过物理化学方法构筑具有响应性的材料界面体系来研究液体门控膜,设计开发了全新的响应性液体门控系统和其应用研究,并致力于将液体材料界面物理化学调控作为提升膜材料的功能、性能与应用的突破口。“液体门控”是将传统膜的界面科学问题从固-液和固-气界面拓展到了固-液-液和固-液-气界面,为传统膜材料带来了优异的抗污性、节能性、稳定性和分子尺度的动态可控性。他建立应力响应液门系统,应用于恒压环境下多相流体动态膜分离的新方法。破解了传统膜多相分离需要改变环境压力的限制,为多相微反应、多相催化、材料合成等领域分离技术做出了突出贡献;提出了偶极诱导和手性识别响应液门的新机制,建立液门化学检测的新理论,发展了一种无电可视化物质检测全新方法,该法操作简单并可微型化使用,有望应用于重金属污染物与毒品快速便携式微量检测。同时,他的团队还积极推进液体门控技术在智慧农业、医用材料、环境治理等领域的应用基础研究。
2020年,基于侯旭团队近几年的原创研究工作,世界权威化学组织“国际纯粹与应用化学联合会IUPAC”将“液体门控技术” 与聚集诱导发光、高压无机化学、人工智能、核糖核酸疫苗等其它九项研究评为年度全球化学领域十大新兴技术,并评论“液体门控提高传统膜系统的普适性,这对膜科学与技术、微流控等多个交叉学科的发展带来了具有里程碑式的意义,尽管液体门控技术是一项新兴技术,但已经被认为是有望迅速扩大规模,并被国际化工的龙头企业所采用的变革性技术”。2021年,IUPAC邀请侯旭对液体门控技术进行展望,收录到化学领域十大新兴技术的专辑“Emerging Technologies and New Directions in Chemistry Research”。近期,侯旭团队首次运用“响应性液体门控技术”提出不同微尺度颗粒物在水界面上的高效过滤与吸收的核心机制,打通了现有空气净化中从过滤吸收、防污防腐、抗菌除臭到长期运行的技术难关,解开了液体作为结构与功能材料如何实现电化学可控微泡及其三相界面上高效传质的难题(Nature 2022, 610, 74)。
在纳尺度孔道系统方面,侯旭受细胞离子通道启发,发展了新兴交叉学科“仿生纳流离子学”,推动了仿生纳米孔道系统在人工智能、脑机接口等面向世界科技前沿跨学科交叉领域的发展。在纳米尺度孔道系统研究中,侯旭团队开展了新兴交叉学科“仿生纳流离子学”的研究,并受世界顶级杂志《科学》邀请,展望其在人工智能、脑机接口与仿生孔道材料等面向世界科技前沿跨学科交叉领域发展的广阔前景(Science 2021, 373, 628)。