陈志钢

男， 东华大学材料科学与工程学院， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1998.09—2002.07 华中师范大学化学学院，本科
2002.09—2005.07 华中师范大学化学学院和纳米科技中心，硕士生
2005.09—2008.06 复旦大学先进材料实验室，博士生
2008.07—2010.08 东华大学材料学院，讲师
2008.10—2009.12 德国马普胶体和界面研究所，洪堡学者
2010.09—2013.08 东华大学材料学院，副研究员
2013.09— 今 东华大学材料学院，研究员

研究领域和兴趣

半导体纳米材料、光热转换材料、癌症诊疗、海水淡化、智能变色

主要业绩

主要研究光热转换材料及其在肿瘤诊疗、海水淡化、智能变色等领域的应用。先后主持省部级以上项目15项，包括5项国家自然基金。入选上海市青年科技启明星、曙光学者和教育部青年长江学者。截至2020年5月，共发表SCI论文150余篇，其中影响因子大于10的论文有24篇；获授权专利20项。所有论文共被引用1.1万余次，他引1万余次；ESI高被引论文15篇；H因子为44。两次入选(2016、2018年)美国科睿唯安(Clarivate Analytics)发布的全球“高被引科学家”名单，连续4年入选(2016-2019年)Elsevier发布的 “中国高被引学者榜单”。 获2018年度上海市自然科学一等奖(排名第二)。肿瘤诊疗领域主要进展有：
(1) 提出构筑高效近红外光热材料的新策略。
利用光学微腔效应优化NIR光吸收：设计和制备CuS超结构，超结构由纳米片组装而成，可充当光学微腔便于多次反射/吸收光，促使光吸收比纳米片提升100%，光热性能提高50%。将该材料水溶液注入小鼠肿瘤内，980 nm激光照射10分钟可消融体内癌细胞(Adv. Mater. 2011, 23, 3542；ESI高被引论文)。
揭示高浓度氧空位可带来NIR光吸收：传统氧化物没有增强的NIR光吸收。以WO3为例，引入高浓度氧缺陷(~1021 /cm3)，制备了W18O49纳米线。氧缺陷带来强的表面等离子共振效应(LSPRs)、NIR光吸收和光热效应。将W18O49纳米线水溶液注入小鼠肿瘤部位，980nm激光光照10分钟后，照射区域癌细胞完全被消融(Adv. Mater. 2013, 25, 2095；ESI高被引论文)。
(2) 发展光热和化疗协同效应高效治疗肿瘤的新体系
实现纳米凝胶中药物的可控释放：开发具有热响应(LCST=42°C)的纳米凝胶，并负载了光热材料CuS和抗癌药DOX，从而得到智能微胶囊。当微胶囊到达肿瘤部位，用近红外激光精确定位照射肿瘤，微胶囊会吸收光产生热，导致肿瘤温度升高(～47°C)，从而带来光热治疗作用。同时高温(>42°C)促使微胶囊释放药物，带来化学治疗。光热/化学联合治疗可有效杀死癌细胞，抑制肿瘤的转移；24天治疗后动物肿瘤消失(Adv. Mater. 2016, 28, 245, ESI高被引论文，封面论文)。
发展新型 “All-in-one”型光热-化疗纳米材料：传统的光热和化疗协同体系都是多组分复合材料，合成复杂。为解决以上问题，制备出蓝色Te纳米针，其展现强的近红外光吸收。915 nm激光照射时，Te纳米针展现优异光热效率(43.9%)，还具有抗癌活性。这种协同的光热和化疗效应实现了肿瘤高效治疗(Adv. Healthcare Mater. (2018, 7, 1800643)。
(3) 建立 构筑“All-in-one”型成像-化疗纳米材料的新方法
调控形貌: 通过形貌调控，制备了尺寸约为350 nm、带有高浓度Fe缺陷的FeS2颗粒，其展现增强的NIR光吸收、较好的光热效率(33.1%)和磁性，可用于肿瘤的光热治疗和MRI成像(Adv. Funct. Mater. (2016, 26, 8231)。
高价元素掺杂：利用高价Sb/Nb元素掺杂，将白色SnO2和TiO2纳米晶分别改性为黑色Sb5+掺杂SnO2和蓝色Nb5+掺杂TiO2纳米晶，纳米晶出现增强的NIR光吸收。同时重金属掺杂带来CT成像功能。在1064 nm激光照射下，两种纳米晶都具有优异的光热效应，成功用于NIR/光声/CT成像引导下的肿瘤光热治疗(Nanoscale 2017, 9, 9148; 2018, 10, 2542)。
硫醇配体调控：通过硫醇配体来包裹重金属(例如Bi)纳米晶，可防止Bi金属核被氧化同时诱导表面生长Bi3+。Bi纳米晶展现强NIR光吸收和光热效率(45.3%)。静脉注射的纳米颗粒可富集在肿瘤处，实现CT成像和协同治疗(Biomaterials (2018, 161, 279)。

代表成果

[1] Zixiao Liu, Binhe Wu, Bo Zhu, Zhigang Chen,* Meifang Zhu,* Xiaogang Liu*. Continuously Producing Watersteam and Concentrated Brine from Seawater by Hanging Photothermal Fabrics under Sunlight. Advanced Functional Materials, 2019, 29, 1905485. http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201905485
[2] Nuo Yu, Zhaojie Wang, Jiulong Zhang, Zixiao Liu, Bo Zhu, Jing Yu, Meifang Zhu, Chen Peng*, Zhigang Chen*. Thiol-capped Bi nanoparticles as stable and all-in-one type theranostic nanoagents for tumor imaging and thermoradiotherapy. Biomaterials, 2018, 161, 279-291. http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.01.047
[3] Xiaofeng Shen, Tianya Zhang, Pengfei Xu, Lisha Zhang*, Jianshe Liu, Zhigang Chen*. Growth of C3N4 nanosheets on carbon-fiber cloth as flexible and macroscale filter-membrane-shaped photocatalyst for degrading the flowing wastewater. Applied Catalysis B: Environmental, 2017, 219, 425-431. http://dx.doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.07.059
[4] Zhouqi Meng, Fang Wei, Ronghua Wang, Mengge Xia, Zhigang Chen*, Huiping Wang*, Meifang Zhu*. NIR-laser-switched in-vivo smart nanocapsules for synergic photothermal-chemo-therapy of tumor. Advanced Materials, 2016, 28, 245-253. http://dx.doi.org/10.1002/adma.201502669
[5] Zhouqi Meng, Fang Wei, Wujun Ma, Nuo Yu, Peiling Wei, Zhaojie Wang, Yueqin Tang, Zhigang Chen*. Huiping Wang*, and Meifang Zhu*. Design and Synthesis of “All-in-One” Multifunctional FeS2 Nanoparticles for Magnetic Resonance and Near-Infrared Imaging Guided Photothermal Therapy of Tumors. Advanced Functional Materials, 2016, 26, 8231-8242. http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201603776
[6] Zhigang Chen*, Qian Wang, Huanli Wang, Lisha Zhang, Guosheng Song, Linlin Song, Junqing Hu*, Hongzhi Wang, Jianshe Liu, Meifang Zhu*, Dongyuan Zhao. Ultrathin PEGylated W18O49 Nanowires as a New 980 nm-Laser-Driven Photothermal Agent for Efficient Ablation of Cancer Cells In Vivo. Advanced Materials, 2013, 25, 2095-2100. http://dx.doi.org/10.1002/adma.201204616
[7] Lisha Zhang, Linlin Song, Qiwei Tian, Xingyu Kuang, Junqing Hu, Jianshe Liu, Jianmao Yang, Zhigang Chen*. Flexible fiber-shaped CuInSe2 solar cells with single-wire-structure: Design, construction and performance. Nano Energy, 2012, 1, 769-776. http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2012.07.022
[8] Qiwei Tian, Minghua Tang, Yangang Sun, Rujia Zou, Zhigang Chen*, Meifang Zhu, Shiping Yang, Jinglong Wang, Jianhua Wang, Junqing Hu*. Hydrophilic flower-like CuS superstructures as an efficient 980 nm laser-driven photothermal agent for ablation of cancer cells. Advanced Materials, 2011, 23, 3542-3547. http://dx.doi.org/10.1002/adma.201101295
[9] Zhigang Chen*, Lisha Zhang, Yangang Sun, Junqing Hu*, Dayang Wang*. 980-nm laser-driven photovoltaic cells based on rare-earth up-converting phosphors for biomedical applications. Advanced Functional Materials, 2009, 19, 3815-3820. http://dx.doi.org/10.1002/adfm.200901630
[10] Zhigang Chen, Huili Chen, He Hu, Mengxiao Yu, Fuyou Li*, Qiang Zhang, Zhiguo Zhou, Tao Yi, Chunhui Huang*. Versatile synthesis strategy for carboxylic acid-functionalized upconverting nanophosphors as biological labels. Journal of the American Chemical Society, 2008, 130, 3023-3029. https://doi.org/10.1021/ja076151k

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