陶磊

男， 清华大学化学系， 副教授/副研究员/高级工程师或同等级别

学习/工作经历

2016/07-至今 清华大学化学系 副教授
2010/10-2016/07 清华大学化学系 副研究员
2008/09-2010/08 University of New South Wales (Australia) 博士后
2006/12-2008/07 University of California, Los Angeles (USA) 博士后
2003/10-2006/10 Warwick University (UK) Department of Chemistry 博士
1999/09-2002/07 中国科学技术大学 高分子科学与工程系 硕士
1994/09-1999/07 中国科学技术大学 高分子科学与工程系 学士

研究领域和兴趣

高分子化学，多组分反应合成新型功能高分子，自愈性水凝胶及其生物应用

主要业绩

申请人的主要研究方向为利用多组分反应合成高分子，目前已发表SCI论文总数为190余篇，总引用14000余次，H指数67；入选科睿唯安2018、2019高被引学者（交叉学科）。Chem. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., Macromolecules等期刊的研究综述大段引用报道了我们的研究成果并给予正面评价。概述如下：
利用多组分反应合成高分子分为异腈和非异腈两大流派，本课题组作为非异腈流派的代表，率先利用Hantzsch、Biginelli、Kabchnik-Fields等反应发展了高分子合成的新方法，获得了一系列新型功能高分子。目前，申请人在高分子合成领域具有良好的学术声誉和一定的国际影响力，多次应邀在主流高分子学术会议（全国高分子论文报告会，ACS会议等）做邀请报告，并为主流高分子学术期刊，如Polymer Chemistry，Macromolecular Rapid Communications，Acta Polymerica Sinica等撰写了系列综述，介绍我们的工作与合成理念。同时，申请人利用多组分反应开发的新型功能高分子，如抗氧化高分子、抗细菌粘附高分子、多组分自愈性水凝胶等也得到了企业的关注，有望进行转化。主要业绩包括：
1）高通量多组分聚合体系：申请人利用多组分反应底物多的特点，以增加聚合物多样性为导向，以组合化学的方法发展了高通量聚合体系（缩聚、聚合物后修饰、新单体-聚合物、一锅法聚合等），高效构建了一系列高分子库（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138 (28), 8690-8693; Polym. Chem. 2017, 8 (37), 5679-5687；J. Am. Chem. Soc. 2018, 140 (22), 6865-6872; Iscience 2020, 23 (1), 100754; Nat. Commun. 2020, 11 (1), 6214.）。高通量多组分聚合体系大幅提高了聚合物的合成效率，为系统分析高分子结构与性能之间的微妙关系、筛选具有潜在应用价值的高分子材料奠定了良好的基础。这些研究得到了国际同行的认可，如Polym. Chem. 2017, 8 (37), 5679-5687当选10月最佳论文，J. Am. Chem. Soc. 2018, 140 (22), 6865-6872当选为期刊封面等。
2）多组分一锅法聚合体系：申请人利用多组分反应耐受性好的特点，在反应体系中引入可聚合元素，在可控聚合过程中同步进行多组分反应，以一锅法的方式简洁高效地得到一系列具有规整结构和新型侧链/端基的功能高分子。与传统的多步合成法相比，多组分一锅法聚合体系简单、高效、后处理简单、易于大量制备。相关文章发表后引起了同行们的广泛关注，在主流化学期刊（Chem. Rev. 2016, 116 (3), 1496-1539；Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56 (14), 3758-3769；Macromolecules 2017, 50（14），5215-5252）的研究综述中大段报道了我们的研究成果并给予正面评价。
3）抗氧化聚合物：申请人选择可生成抗氧化结构的多组分反应将抗氧化基团引入聚合物链，由此得到具有优异抗氧化活性的聚合物。这些抗氧化聚合物在辐射（紫外、X射线）防护（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140 (22), 6865-6872; Nat. Commun. 2020, 11 (1), 6214; Chem. Mater. 2022, 34 (6), 2645–2654）、氧化应激导致的疾病防护（ACS Macro Lett. 2019, 8 (6), 639-645; Chem. Mater. 2022, 34 (21), 9558–9568）方面效果显著，防护效果甚至优于目前的临床小分子药物。
4）熵驱动抗菌粘附聚合物：申请人利用高通量多组分一锅法体系构建聚合物库，从中获得了抗细菌粘附的聚合物（Iscience 2020, 23 (1), 100754）。随后，通过计算机模拟揭示了这一类聚合物的熵驱动抗细菌粘附机制。在该机制指导下优化的聚合物具有增强的抗菌黏附能力，且在磨损后保持了良好的抗菌性，抗细菌粘附效果优于商业产品Sharklet（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143 (41), 17250-17260）。
5）多功能聚合物：申请人利用多组分反应将多个官能团同步引入聚合物结构，简单高效地制备了一系列多功能聚合物，由此获得了多功能材料，如双重动态网络的自愈性水凝胶、荧光大分子细胞抗凝剂、磁性自愈性水凝胶等（ACS Macro Lett 2017, 6 (5), 550-555; Chem Mater 2019, 31 (15), 5576-5583; ACS Macro Lett 2022, 11 (1), 39-45）。
上述新型聚合物功能独特，某些聚合物与现有产品相比具有一定优势，有望进入实际应用领域。

代表成果

1. Liu, Guoqiang; Xu, Ziyang; Dai, Xiaobin; Zeng, Yuan; Wei, Yen; He, Xianzhe; Yan, Li-Tang*; Tao, Lei.*, De Novo Design of Entropy-Driven Polymers Resistant to Bacterial Attachment via Multicomponent Reactions. J. Am. Chem. Soc. 143 (41) (2021), 17250-17260.
2. Liu, Guoqiang; Zeng, Yuan; Lv, Tong; Mao, Tengfei; Wei, Yen; Jia, Shunji; Gou, Yanzi; Tao, Lei*, High-throughput preparation of radioprotective polymers via Hantzsch's reaction for in vivo X-ray damage determination. Nat. Commun. 11 (1) (2020), 6214.
3. Mao, Tengfei; Liu, Guoqiang; Wu, Haibo; Wei, Yen; Gou, Yanzi; Wang, Jun; Tao, Lei*, High Throughput Preparation of UV-Protective Polymers from Essential Oil Extracts via the Biginelli Reaction. J. Am. Chem. Soc. 140 (22) (2018), 6865-6872.
4. Xue, Haodong; Zhao, Yuan; Wu, Haibo; Wang, Zilin; Yang, Bin; Wei, Yen; Wang, Zhiming; Tao, Lei*, Multicomponent Combinatorial Polymerization via the Biginelli Reaction. J. Am. Chem. Soc. 138 (28) (2016), 8690-8693.
5. 陶磊，高通量多组分一锅法聚合，2021，全国高分子论文报告会，中国，北京（分会主持）
6. 陶磊，New Polymers via the Biginelli Reaction，2018，ACS conference-Polycondensation 2018，美国，弗吉尼亚（45分钟报告）
7. 陶磊，Polymer Synthesis by Mimicking Nature’s Strategy，2017，全国高分子论文报告会，中国，成都
8. 陶磊，The Hantzsch Reaction in Polymer Chemistry，2017，ACS conference，美国，旧金山
9. 陶磊，The Biginelli Reaction, A Multicomponent-Click Reaction For Polymer Synthesis，2016，Warwick Conference，英国，考文垂
10. 陶磊，以多组分点击反应为基础的高分子合成方法，2015，全国高分子论文报告会，中国，苏州

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