杜杰

男， 海南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

1999-09 至 2003-07, 华中科技大学, 应用化学, 学士
2003-09 至 2008-01, 大连理工大学, 高分子材料, 博士
2008-04 至 2010-08, 日本九州大学，博士后（JSPS外国人特别研究员）
2010-09 至 2019-02, 海南大学, 材料与化工学院, 教授
2019-03 至 今, 海南大学, 材料科学与工程学院, 教授

研究领域和兴趣

凝胶电解质，柔性传感器，DNA纳米技术，药物载体

主要业绩

本课题组近十来开展了DNA精确快速自组装、生物传感器、柔性可穿戴器件与脑机接口、锂离子电池用凝胶电解质等领域的相关研究工作，具体包括以下几个方面：
（1）基于梳型阳离子共聚物的DNA构型转换与精确快速自组装
设计带有亲水性多糖支链、主链为聚阳离子的梳型共聚物PLL-g-Dex，能够在较低的DNA浓度和较少的DNA 粘性末端的条件下加速DNA杂交及链交换反应，同时提高DNA多级结构的稳定性，这是DNA纳米结构实现精确、快速及可控组装的关键。基于此，在梳型阳离子共聚物辅助作用下，我们构建了一系列的DNA纳米机器、DNA水凝胶、DNA结构单元组装体。
在快速构建DNA组装体的基础上，我们完成了DNA单碱基错配、以及目标分子的高灵敏度检测。组装过程可在生理条件下完成，并且能够快速、稳定的捕获特定的蛋白分子。在互补单链DNA的作用下，功能核酸适配体与其杂交形成双链，使蛋白质分子从适配体上快速分离，从而实现了适配体型DNA纳米组装体作为智能型药物可控释放体系的应用。
（2）基于DNA组装体的生物传感器的构建
DNA生物传感器具有灵敏度高、特异性好、操作简便等特点，被广泛应用于目标分子的检测。因此，高灵敏性、低成本的DNA生物传感器的构建成为近年来的研究热点。我们围绕着背景信号抑制策略、信号放大策略构建了一系列的荧光标记、非荧光标记、无生物酶、多功能DNA光学及电化学生物传感器，将其应用于血管内皮生长因子(VEGF)、血小板源生长因子(PDGF-BB)、胰岛素、microRNA为代表的生物分子检测，并对其检测性能进行了系统的研究。
（3）柔性可穿戴器件与脑机接口的构建：
我们设计了一种具有自愈、自粘、抗菌和传感稳定性的自供电生物水凝胶伤口敷料，该敷料在实时监测身体活动和药物释放方面表现出优异的性能。此外，受蜘蛛狭缝器官和人体皮肤微裂纹结构的启发，我们开发了一种多功能不对称 Janus水凝胶电子皮肤。通过氢键和金属配体配位制备的水凝胶在不添加额外交联剂的情况下表现出显著的韧性和拉伸性，显示出良好的自愈效率和优异的生物相容性。这种水凝胶在空气和水下都表现出独特的不对称粘附性能，可以监测运动、肌电和脑电信号。还可以准确识别手势，实时控制辅助机械手臂。这种水凝胶在健康监测、康复治疗和人机交互方面具有巨大的潜力。
（4）高分子膜材料和聚合物电解质在高性能锂离子电池中的应用
本课题组开发了一系列高性能的高分子膜材料和聚合物电解质，有效抑制锂枝晶生长，提高锂离子电池的综合性能。具体包括：优化高分子膜材料的性能，通过分子结构设计提高膜材料的离子电导率、机械强度和化学稳定性，以满足电池对环保和可持续发展的要求；研究聚合物电解质抑制锂枝晶生长的机理，建立更加完善的理论模型，为开发高效聚合物电解质提供理论指导；通过改进合成方法，优化单离子聚合物电解质膜的结构和性能，提高离子电导率。加强对聚合物电解质膜与电极界面兼容性的研究，降低界面电阻，提高电池的充放电效率；开展高性能锂离子电池的系统集成研究，综合考虑电池的能量密度、功率密度、循环寿命等因素，优化电池的设计与产业化应用。从材料的选择与合成，到性能的优化与调控，再到对电池性能的影响机制研究，形成了一个较为完整的研究体系，为能源材料领域研究的进一步推进和拓展奠定了良好的基础。

代表成果

[1] Haiyu Li, Hui Zhang, Xinxin Liu, et al. Chinese Nian Gao Inspired Textured Janus Hydrogel for Body Signal Sensing and Human Machine Interaction. Adv. Sci. 2025, e09573. DOI: 10.1002/advs.202509573
[2] Zhencui Wang, Jie Du, Xianman Zhang, et al. Three‑dimensional titania arrays coupled with dopamine for visible‑light‑induced photoelectrochemical sensing. Microchimica Acta, 2025,192,162. DOI: 10.1007/s00604-025-07015-1
[3] Haiyu Li, Hui Zhang, Yangrui Peng, et al. Rapid Synthesis of Functions- Integrated Hydrogel as a Self-Powered Wound Dressing for Real-Time Drug Release and Health Monitoring. Adv. Healthcare Mater. 2024, 13, 2401704. DOI: 10.1002/adhm.202401704
[4] Yubing Chen , Kunyao He , Xudong Hao, et al. Boron-containing cross-linker assisted single-ion conducting polymer electrolytes for high-performance and dendrite-free Li-metal batteries. Polymer 2024, 311, 127576. DOI: 10.1016/j.polymer.2024.127576

*以上信息由高级会员个人更新和维护。