吕珊珊

女， 浙江省农业科学院， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

2004.09至2008.07：中国科学技术大学，化学物理系，学士
2008.09至2013.04：加拿大不列颠哥伦比亚大学，化学系，博士
2013.07至2013.08：中国钢研科技集团有限公司，钢研纳克检测技术有限公司，科研实习
2013.11至2023.12：北京化工大学，有机无机复合材料国家重点实验室，副教授
2023.02至2023.10：英国谢菲尔德大学，材料科学与工程系，国家公派访问学者
2023.12至今：浙江省农业科学院，蚕桑与茶叶研究所，研究员

研究领域和兴趣

生物基高分子功能材料设计与先进制造

主要业绩

申请人主要从事生物基高分子功能材料设计与先进制造相关领域的研究工作。通过研究和模仿生物结构的特点及其性能优化调控机制，从分子水平出发“自下而上”地设计功能材料并实现可控制备是生命科学、化学科学、材料科学、物理科学、工程科学等学科交叉领域中的一个重要研究方向。该研究方向中一个关键科学问题是，单个分子在微观层面上的性质与其所构筑材料在宏观层面上的性能之间是如何转化的？围绕上述关键科学问题，申请人以肌肉和蚕丝为主要研究对象开展了一系列功能材料设计相关的研究工作。

研究成果对于深入理解结构-性能关系等理论基础有着非常重要的科学意义；在Nature（唯一第一作者）、Advanced Fiber Materials、Chemical Engineering Journal、ACS Applied Materials &Interfaces 和International Journal of Biological Macromolecules（唯一通讯作者）等期刊上发表学术论文40 余篇，总引用1170 余次；3 项发明专利获得授权，形成具有自主知识产权的新技术；主持完成了中国科学技术协会中国化学会青年人才托举工程项目（YESS20150012）、国家自然科学基金青年科学项目（31400813）、国家自然科学基金面上项目（21972009）等。

例如，申请人攻读博士学位期间，成功地设计出模仿肌联蛋白结构的重组蛋白；并利用钌调控的光化学催化方法将重组蛋白交联成水凝胶，所得水凝胶表现出与天然肌肉的被动弹性性能相似的机械性能。在独立工作后延续研究，成功地设计出模仿肌球蛋白钙离子响应的重组蛋白，相应水凝胶的机械性能与天然肌肉的主动弹性性能类似。这些新型仿肌肉材料的性能可以按模仿各种不同类型肌肉的需要进行设计，有望为解决肌肉组织移植资源短缺问题提供一种新方案，在生物医学领域具有广泛的应用前景。这些研究结果表明，基于所设计蛋白构筑得到的材料在宏观层面上独特的机械性能可以在很大程度上归因于所设计蛋白在单分子水平上具有的纳米机械性质，为“自下而上”的材料设计合成方法提供了一个有力的证据，即在微观层面上设计分子的性能能够转化为宏观层面上材料的性能。

又如，针对我国丝绸产品受世界低端产业链束缚的困局，从根本上解决我国茧丝原料体量大但质量不高的发展困境，申请人以蚕丝多元化和高值化利用为切入点，以高端茧丝的成丝机理为突破点，从分子水平分析蚕丝蛋白结构的角度出发，开展蚕丝绿色高效精深加工相关机理研究。通过创新性地引入超重力过程强化和微波过程强化等化学工程理论和技术，成功实现了蚕丝蛋白及其复合材料的可控制备，基于蚕丝蛋白的材料平台集成多功能水凝胶系统，深入理解复合材料的协同效应和构效关系。这些研究结果为更好地开发高端蚕丝及蚕丝基新材料，推广资源昆虫高效养殖利用开发高附加值昆虫制品，提供技术支持和科学依据。

再如，在研究蚕丝蛋白化学修饰和交联的过程中，惊喜地发现了水的存在改变有机反应过程产生有益影响：与以往研究报道1,1’-羰基二咪唑（CDI）介导的合成方法要求超干（无水）溶剂二甲基亚砜不同，在溶剂中含水的情况下可以在更短的时间内合成基于明胶和普鲁兰多糖的凝胶。这些研究结果表明，水的存在显著改变了反应过程，可以根据不同合成目标产物的需要，在某些情况下，省却严格干燥除水的繁琐的步骤，而且反应速度更快，交联效率更高。

还如，在研究蚕丝蛋白基材料固定化酶的过程中，首次发现了四氧化三铁磁性纳米粒子表现出类似天然酵母裂解酶的催化活性，并以具有工业应用价值的酿酒酵母和毕赤酵母为例，深入地研究了其裂解作用机制，为规模化制备酵母原生质体进行酵母基因操作提供了一种新策略，而且有望扩展到一系列在工业化生产中重要的微生物中。这些研究结果也促进了模拟酶或纳米酶等相关领域的研究。

此外，发现了木质素及其衍生物在香云纱染色中的重要作用。香云纱，中国国家级非物质文化遗产，是一种用纯植物染料薯莨汁和珠江三角洲地区特有的河涌塘泥染色而成的丝绸。通过分析香云纱独特而巧妙的染色工艺，特别是河涌塘泥的成分，申请人发现木质素和铁起到关键作用，以木质素磺酸钠和碱木质素为模型体系的研究证实了木质素用于丝绸染色的可行性：由于木质素的多酚结构，具有较强的堆积倾向和与铁离子形成稳定配位化合物的能力，可以通过铁离子诱导形成木质素基疏水性涂层对蚕丝进行染色。木质素在自身作为新染料以及作为其他染料的保护涂层方面均表现出优异的性能。考虑到木质素是一种未充分有效利用的天然可再生资源，铁在地球上储量丰富价格低廉，通过变废为宝转化为高附加值新材料，为合理开发利用这些自然资源的巨大潜力提供了一种很有前景的新策略。

代表成果

1. Shanshan Lv, Daniel M. Dudek, Yi Cao, M. M. Balamurali, John Gosline, Hongbin Li, Designed biomaterials to mimic the mechanical properties of muscles, Nature, 465(7294): 69-73 (2010) https://doi.org/10.1038/nature09024

2. Na Li, Ying Ma, Niuniu Chen, Xiaoyu Tang, Shanshan Lv, Effect of microwave irradiation on dipeptides and proteins derived from silk during solvation, Advanced Fiber Materials (2022) https://doi.org/10.1007/s42765-021-00117-4

3. Menglin Xiao, Na Li, Shanshan Lv, Iron oxide magnetic nanoparticles exhibiting zymolyase-like lytic activity, Chemical Engineering Journal, 394: 125000 (2020) https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125000

4. Yueying Han, Shanshan Lv, Synthesis of chemically crosslinked pullulan/gelatin-based extracellular matrix-mimetic gels, International Journal of Biological Macromolecules, 122: 1262-1270 (2019) https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.09.080

5. Lichao Liu, Yueying Han, Shanshan Lv, Design of self-healing and electrically conductive silk fibroin-based hydrogels, ACS Applied Materials & Interfaces, 11(22): 20394-20403 (2019) https://doi.org/10.1021/acsami.9b04871

6. Fanqin Ji, Lina You, Lei Wang, Zhikai Liu, Yajun Zhang, Shanshan Lv, Layer-by-layer assembled chitosan-based antibacterial films with improved stability under alkaline conditions, Industrial & Engineering Chemistry Research, 55 (40), 10664-10670 (2016) https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6b02080

7. Lichao Liu, Chengzhi He, Menglin Xiao, Zeyu An, Shanshan Lv, Immobilized laccase-catalyzed coupling for construction of silk fibroin-lignin composite hydrogels, Applied Catalysis A: General, 597: 117541 (2020) https://doi.org/10.1016/j.apcata.2020.117541

8. Ying Ma, Qinfu Lu, Shanshan Lv, Dyeing of silk through iron ion-induced formation of hydrophobic lignin coatings, Journal of Natural Fibers, 19(16): 13624-13639 (2022) https://doi.org/10.1080/15440478.2022.2101580

9. 吕珊珊；王洁欣；孙宝昌；罗勇；陈建峰；彭晗；一种纳米羟基磷灰石-蛋白人工仿骨材料的制备方法；2016；201610041539.0；2018；ZL201610041539.0

10. 吕珊珊；韩月瑛；刘力超；李守川；杨天笑；一种丝素蛋白基自愈合或/和导电水凝胶的制备；2019；201910372956.7；2020；ZL201910372956.7

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