徐江飞

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

2005.9 – 2009.7，北京师范大学化学学院，理学学士
2009.9 – 2014.7，中国科学院理化技术研究所，理学博士，导师：杨清正研究员
2014.7 – 2016.7，清华大学化学系，博士后，合作导师：张希教授
2016.7至今，清华大学化学系，助理研究员、副研究员

研究领域和兴趣

超分子化学

主要业绩

徐江飞博士一直从事超分子化学方面的研究，在可控分子自组装与功能调控方面取得了一系列重要的创新成果，主要包括：

1、建立了超分子调控自由基性质的方法，发现了细胞还原激活的超分子自由基光热染料。我们基于葫芦[7]脲的主客体相互作用，提升了苝二酰亚胺自由基的稳定性和近红外光热转换效率。研究发现，超分子苝二酰亚胺自由基可以由大肠杆菌等兼性厌氧菌原位还原超分子苝二酰亚胺产生，也可以由肝癌、宫颈癌等肿瘤细胞在乏氧环境下还原产生。基于还原性细胞对超分子苝二酰亚胺自由基的选择性激活，我们发展了大肠杆菌响应的近红外光热抗菌以及肿瘤乏氧响应的近红外光热疗法，为选择性抗菌和特异性抗癌提供了新的方法（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 16239; J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 2360）。此外，我们构筑了细菌响应性的超分子卟啉，其可被还原性的兼性厌氧菌原位还原为卟啰啉，表现出良好的近红外光热转换性质，而在需氧菌的生存环境下则依旧表现为光敏剂。基于此实现了自适应的光动力学/光热抗菌，在不同环境下均展现了优异的抗菌效果（Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202200799）。为了将超分子自由基的吸收由近红外一区红移至近红外二区，我们通过N,N-二甲基二吡啶噻唑并噻唑自由基与葫芦[8]脲的2:1主客体组装，构筑了基于超分子自由基二聚体的近红外二区光热染料，其光热转换效率达到54.6%，以此实现了高效的近红外二区光热疗法（Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 15526）。基于有机染料自由基与葫芦[8]脲的2:1主客体组装，利用光驱动生成超分子紫精自由基二聚体作为超分子聚合的驱动力，我们首次建立了光供能的耗散超分子聚合方法，实现了远离平衡态下超分子聚合物的可控制备。在此基础上，利用大肠杆菌还原紫精为自由基的能力供能耗散超分子聚合，于细菌表面原位构筑了超分子聚合物，其在近红外二区光照下展现了对大肠杆菌特异性的高抑菌效率，并可在抑菌后自适应地解聚（CCS Chem., 2019, 1, 335; CCS Chem., 2021, 3, 3615）。这些工作为构筑自适应生物体微环境的“活性”超分子材料提供了新的思路。

2、建立了可控制备超分子聚合物的方法，构筑了动态响应、可降解可回收的聚合物材料。我们针对溶液中超分子聚合不易可控的难题，将超分子聚合从溶液转移至液-液界面，建立了超分子界面聚合新方法。通过超分子单体与共价单体在宏观的水-油界面或介观的乳液界面上的点击聚合，成功地制备了超分子聚合物。这些超分子聚合物具有结构和性质可调控、聚合度高、组分明确、动力学稳定、可控降解等特点（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 7639; Macromolecules, 2018, 51, 1620; ACS Macro Lett., 2019, 8, 177）。在此基础上，我们提出了共价键与非共价键相结合以构筑可循环再生超分子聚合物材料的研究策略。通过超分子单体与共价单体的共聚合，向交联聚合物的主链中引入一定量的多重氢键基元，制备了可循坏再生的交联超分子聚脲。该材料不仅具有接近于共价交联材料的高力学强度以及对多种溶剂的耐受性，并且在经过5次粉碎-热压再加工循环后，其断裂应力、断裂伸长率、杨氏模量等力学性能均保持在初始性能的95%以上，展现出优异的可循环再生性能（Adv. Mater., 2020, 32, 2000096）。通过调节单体的结构，还可赋予交联超分子聚脲优异而稳定的形状记忆性能（ACS Materials Lett., 2021, 3, 331）。此外，通过这一策略构筑了对金属、木材、树脂等基材均具有超强粘接能力的超分子胶粘剂材料，其在较温和的使用条件下重复粘接10次后，粘接强度仍保持在85%以上。超分子胶粘剂融合了高粘接强度和多次重复粘接这一对不易兼得的优点（ACS Materials Lett., 2021, 3, 1003; Adv. Sci., 2022, 9, 2203182）。这些工作为构筑可循环超强的聚合物材料提供了简便有效的新方法。

徐江飞博士2018年入选中国科协青年人才托举工程，获得2018年度中国化学会青年化学奖，2020年入选“万人计划”青年拔尖人才支持计划。

代表成果

1. H. Hu, H. Wang, Y. Yang, J.-F. Xu,* X. Zhang, A bacteria-responsive porphyrin for adaptable photodynamic/photothermal therapy, Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202200799.

2. P. Sun,* S. Mei, J.-F. Xu,* X. Zhang, A bio-based supramolecular adhesive: Ultra-high adhesion strengths at both ambient and cryogenic temperatures and excellent multi-reusability, Adv. Sci., 2022, 9, 2203182.

3. H. Wang, K.-F. Xue, Y. Yang, H. Hu, J.-F. Xu,* X. Zhang,* In situ hypoxia-induced supramolecular perylene diimide radical anions in tumors for photothermal therapy with improved specificity, J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 2360.

4. Z. Yin, Y. Yang, J. Yang, G. Song, H. Hu, P. Zheng, J.-F. Xu,* Supramolecular polymerization powered by Escherichia coli: Fabricating a near-infrared photothermal antibacterial agent in situ, CCS Chem., 2021, 3, 3615.

5. B. Tang, W. Xu, J.-F. Xu,* X. Zhang,* Transforming a fluorochrome to an efficient photocatalyst for oxidative hydroxylation: A supramolecular dimerization strategy based on host-enhanced charge transfer, Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 9384.

6. B. Yuan, H. Wu, H. Wang, B. Tang, J.-F. Xu,* X. Zhang,* A self-degradable supramolecular photosensitizer with high photodynamic therapeutic efficiency and improved safety, Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 706.

7. B. Qin, S. Zhang, P. Sun, B. Tang, Z. Yin, X. Cao, Q. Chen, J.-F. Xu,* X. Zhang,* Tough and multi-recyclable cross-linked supramolecular polyureas via incorporating noncovalent bonds into main-chains, Adv. Mater., 2020, 32, 2000096.

8. L. Zeng, Y. Chang, Y. Wu, J. Yang, J.-F. Xu,* X. Zhang,* Charge-reversal surfactant antibiotic material for reducing microbial corrosion in petroleum exploitation and transportation, Sci. Adv., 2020, 6, eaba7524.

9. Z. Yin, G. Song, Y. Jiao, P. Zheng, J.-F. Xu,* X. Zhang, Dissipative supramolecular polymerization powered by light, CCS Chem., 2019, 1, 335.

10. B. Tang, W.-L. Li, Y. Chang, B. Yuan, Y. Wu, M.-T. Zhang, J.-F. Xu,* J. Li, X. Zhang,* A supramolecular radical dimer: High-efficiency NIR-II photothermal conversion and therapy, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 15526.

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