梅雷

男， 中国科学院高能物理研究所， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

2004/09–2008/07，武汉大学，化学与分子科学学院，本科
2008/09–2013/06，北京大学，化学与分子工程学院， 博士
2013/07-2015/09，中国科学院高能物理研究所，多学科中心，助理研究员
2015/10-2021/07，中国科学院高能物理研究所，多学科中心，副研究员
2021/08-2022/12，中国科学院高能物理研究所，多学科中心，特聘青年研究员
2023/01-至今，中国科学院高能物理研究所，多学科中心，研究员

研究领域和兴趣

放射化学、锕系超分子化学与材料

主要业绩

申请人多年来聚焦于放射化学和锕系化学领域，致力于将超分子识别与组装的理念和方法应用于锕系固体化学和放射性核素分离化学研究，在锕系超分子配合物及其配位化学基础、放射性核素分离新方法、锕系功能材料应用探索等方面开展了系列研究工作。申请人取得的创新性成果主要包括：率先将准轮烷超分子配体用于锕系配位化学研究，揭示了其协同配位与选择性识别锕系离子的特征，并成功用于超铀元素镎的高效螯合配位；提出了基于多元协同组装的“纳米萃取”液相分离和自适应性超分子材料固相吸附的核素分离新方法，通过超分子识别与协同组装机制实现了铀、锝的高选择性分离，突破了多离子体系中核素分离选择性不佳的瓶颈；发展了具有良好机械弹性和多重力学响应的锕系配位聚合物晶体材料，克服了有机化合物或配合物晶体材料的机械脆性问题，为锕系功能材料应用研究开辟了新的方向。该系列研究为我国高放废液处理处置、环境放射性污染治理和核素资源合理化利用等重要任务提供了新思路。
申请人于2021年获得国家优秀青年科学基金支持，2019年入选中国科学院青年创新促进会会员，并入选IYPT2019中国青年化学家元素周期表（代言93号元素镎）。主持国家自然科学基金项目、中国科学院和所级项目6项。受邀为Wiley出版社出版的《The Heaviest Metals Science and Technology of the Actinides and Beyond》一书撰写关于锕系超分子化学研究的相关章节（第28章“Supramolecular and Macrocyclic Chemistry of the Actinides”），系统介绍了锕系超分子化学和大环化学的研究历史和最新进展；参与撰写爱思唯尔出版社出版的《Modern Inorganic Synthetic Chemistry》一书关于锕系化合物制备合成的相关章节（第14章“Inorganic Synthesis of Actinides”），综述了锕系化合物的合成方法。目前担任中国化学会青年化学工作者委员会委员，中科院青促会化学与材料分会委员，中国核学会锕系化学与物理分会理事，SmartMat和Materials Research Letters期刊青年编委等。担任Angewandte Chemie International Edition，Coordination Chemistry Reviews, Inorganic Chemistry等多个知名学术期刊审稿人。
具体工作业绩包括以下几个方面：
（一）率先将准轮烷超分子配体用于锕系离子的配位识别，系统研究了此类配体与锕系离子的配位化学行为及其影响因素，揭示了其所特有的协同配位与动态调控特征并将其成功用于超铀元素镎的螯合配位
主要创新点：申请人从金属离子与配体分子相互作用的角度出发，在配位键合作用基础上进一步引入超分子相互作用，即：采用含主客体双组分的葫芦脲基准轮烷超分子配体，通过主客体协同配位、配位键-弱相互作用强-弱结合的方式实现了锕系核素的选择性识别和高效键合。有别于传统单一位点配体或共价螯合配体，准轮烷配体属于主客体复合型配体，使得其既可以通过主客体间的协同配位保证目标离子的稳定螯合，同时又可以发挥超分子主客体组分间的动态可调性，即针对目标离子的尺寸大小或配位能力进行适应性动态调节。准轮烷配体的提出为锕系配位化学研究及相关核素分离方法、功能材料应用探索提供了一种新的配体设计方案。
（二）在锕系元素及其裂变产物等关键核素分离方面，针对多离子竞争体系中分离选择性不佳的难点问题，提出了基于多元协同超分子组装的液相“纳米萃取”分离和自适应型超分子固相材料吸附分离两种方案，通过超分子识别与组装机制成功实现了铀酰阳离子和高锝酸根阴离子的选择性分离
主要创新点：申请人将超分子化学原理与核素分离应用相结合，通过超分子协同组装和特异性识别机制实现液相萃取或固相吸附过程中放射性核素分离的高选择性。针对锕系阳离子分离，提出了基于金属中心-配体多元协同组装的“纳米萃取”新理念；针对放射性阴离子（如高锝酸根99TcO4-）的去除，制备合成了可实现目标阴离子选择性识别的客体适应型超分子固相材料。通过超分子识别与组装机制，实现了对目标核素的选择性捕获或识别，大大提高了多离子竞争体系中放射性核素分离富集的选择性，同时超分子键合的动态可调性也保证了分离过程的循环利用性，为核素分离选择性不佳的瓶颈问题提供新的解决方案。
（三）研究了铀酰化合物在光催化、诱导发光和刺激响应等方面的性质和功能应用，并重点发展了一类铀酰-有机配位聚合物弹性晶体材料，克服了纯有机或有机-无机杂化晶体材料的机械脆性问题
主要创新点：在锕系功能材料性能研究和应用探索方面，申请人立足于锕系离子的基本配位化学行为，通过超分子配位组装构筑新型锕系功能配合物。这些配合物充分结合了锕系金属节点和有机配体两者的分子结构特点、配位方式和理化性质，在材料结构和功能上表现出其独特的一面，如较为罕见的机械弹性。通过不同功能基团的引入，还可以设计合成对力、热、光或溶剂等不同信号分别呈现刺激响应性的晶态材料。这些新型功能材料的开发研究将为锕系功能材料的应用拓展新的方向。

代表成果

[1] Wang Zhen-wen#, Mei Lei#, Guo Chen-xing, Huang Song, Shi Wei-qun, Li Xiao-wei, Feng Wen, Li Xiao-peng, Yang Cheng, Yuan Li-hua. Supramolecular Shish Kebabs: Higher Order Dimeric Structures from Ring-in-Rings Complexes with Conformational Adaptivity. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202216690.
[2] Zhang Peng-cheng, Zhang Yu-juan, Wang Lin*, Qiu Kai-kai, Tang Xiao-yi, Gibson John K., Liu Xue, Mei Lei, An Shu-wen, Huang Zhi-wei, Ren Peng, Wang Yi, Chai Zhi-fang, Shi Wei-qun*. Bio-inspired macrocyclic molecule supported two-dimensional lamellar membrane with robust interlayer structure for high-efficiency nanofiltration. Adv. Sci. 2023, 10, 2206516.
[3] Geng Jun-shan, Mei Lei*, Liang Yuan-yuan, Yuan Li-yong, Yu Ji-pan, Hu, Kong-qiu, Yuan Li-hua, Feng Wen*, Chai Zhi-fang, Shi, Wei-qun.* Controllable Photomechanical Bending of Metal-organic Rotaxane Crystals Facilitated by Regioselective Confined-Space Photodimerization. Nat. Commun. 2022, 13, 2030.
[4] Geng Jun-shan, Feng Wen*, Li Jie, Tang Xiao-yi, Meng Liao, Yu Ji-pan, Hu Kong-qiu, Yuan Li-hua, Mei Lei*, Shi Wei-qun. Modular Assembly of Isostructural Mixed-Ligand Uranyl Coordination Polymers Based on a Patterning Strategy. Inorg. Chem. 2022, 61, 10694–10704.
[5] Zhong Yu-ke, Liu Ya-lan*, Liu Kui, Wang Lin, Mei Lei, Gibson John K., Chen Jia-zhuang, Jiang Shi-lin, Liu Yi-chuan, Yuan Li-yong, Chai Zhi-fang, Shi Wei-qun*. In-situ Anodic Precipitation Process for Highly Efficient Separation of Aluminum Alloys. Nat. Commun. 2021, 12, 5777.
[6] Li Fei-ze, Geng Jun-shan, Hu Kong-qiu, Zeng Li-wen, Wang Jing-yang, Kong Xiang-he, Liu Ning, Chai Zhi-fang, Mei Lei*, Shi Wei-qun. Temperature-triggered Structural Dynamics of Non-coordinating Guest Moieties in a Fluorescent Actinide Polyrotaxane Framework. Chem. Eur. J. 2021, 27, 8730-8736.
[7] Mei Lei*, Ren Peng, Wu, Qun-yan, Ke Yu-bing, Geng Jun-shan, Liu Kang, Xing Xue-qing, Huang Zhi-wei, Hu Kong-qiu, Liu Yalan, Yuan Li-yong, Mo Guang, Wu Zhong-hua, Gibson, John K., Chai Zhi-fang, Shi Wei-qun* Actinide Separation Inspired by Self-Assembled Metal-Polyphenolic Nanocages. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 16538-16545.
[8] Mei Lei, An Shu-wen, Hu Kong-qiu, Wang Lin, Yu Ji-pan, Huang Zhi-wei, Kong Xiang-he, Xia Chuan-qin, Chai Zhi-fang, Shi Wei-qun*. Molecular spring-like triple-helix coordination polymers as dual stress and thermally responsive crystalline metal-organic materials. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 16061–16068.
[9] Mei Lei, Li Fei-ze, Lan Jian-hui, Wang Cong-zhi, Xu Chao, Deng Hao, Wu Qun-yan, Hu Kong-qiu, Wang Lin, Chai Zhi-fang, Chen Jing, Gibson John K., Shi Wei-qun*, Anion-Adaptive Crystalline Cationic Material for 99TcO4- Trapping, Nat. Commun. 2019, 10, 1532.
[10] Mei Lei, Xu Chao, Wu Qun-yan, Hu Kong-qiu, Yuan Li-yong, Chen Jing, Xiao Cheng-liang, Wang Shu-ao, Chai Zhi-fang, Shi Wei-qun*. Neptunium(V)-Mediated Interwoven Transuranium-Rotaxane Network Incorporating Mechanically Interlocked [c2]Daisy Chain Unit. Chem. Commun. 2018, 54, 8645-8648.

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