赵勇——仿生专家赵勇——北京航空航天大学教授

科学研究：

研究方向：

主要从事仿生多级结构微纳米材料的制备及功能研究。

承担科研项目情况：

承担国家自然科学基金项目，国家高技术研究发展计划（“863”计划）项目，作为研究骨干参与多项国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目。

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科研成果：

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发明专利：

1． 一种新型抗侧向加速度扰动的谐振筒压力传感器 樊尚春; 庄海涵; 赵勇; 刘广玉 【中国专利】北京航空航天大学 2007-12-05

2． 一种抗侧向加速度扰动的谐振筒压力传感器 樊尚春; 赵勇; 庄海涵; 刘广玉 【中国专利】北京航空航天大学 2007-12-05

3． 一种细化TiAl基合金片层间距的热处理工艺 马岳; 赵勇; 裴延玲; 宫声凯; 徐惠彬 【中国专利】北京航空航天大学 2008-01-09

4． 一种多功能复合纤维及其制备方法 王女; 赵勇; 陈洪燕; 田东亮; 江雷 【中国专利】北京航空航天大学 2010-09-29

5． 一种具有单向透水性能的复合纤维膜及其制备方法 吴晶; 王女; 赵勇; 江雷 【中国专利】北京航空航天大学 2012-09-26

论文专著：

在Nature, J.Am.Chem.Soc., Angew.Chem.Int.Ed., Adv.Mater., Small等国际期刊发表SCI论文30余篇，SCI引用800多次。

出版专著：

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发表英文论文：

1． J. Mater. Chem. 2012, 22, 8257. "Bio-inspired adhesive superhydrophobic polyimide mat with high thermal stability;Guangming Gong, Juntao Wu*, Jingang Liu, Na Sun, Yong Zhao*, Lei Jiang;J. Mater. Chem. 2012, 22, 8257;2012

2． Soft Matter 2012, 8, 5996. "Unidirectional water-penetration composite fibrous film via electrospinning;J. Wu, Nv Wang, Li Wang, Hua Dong, Yong Zhao*, Lei Jiang*;Soft Matter 2012, 8, 5996;2012

3． [COVER] ChemPhysChem 2012, 13, 1153. "Bioinspired electrospun knotted microfibers for fog harvesting;Hua Dong, Nv Wang, Li Wang, Hao Bai, Jing Wu, Yongmei Zheng, Yong Zhao*, Lei Jiang*;ChemPhysChem 2012, 13, 1153;2012

4． NPG Asia Materials 2012, 4, doi:10.1038/am.2012.26 "Biaxial stress controlled three-dimensional helical cracks;Li Wang, Xiang-Ying Ji, Nv Wang, Jing Wu, Hua Dong, Jiexing Du, Yong Zhao*, Xi-Qiao Feng*, Lei Jiang;NPG Asia Materials 2012, 4, doi:10.1038/am.2012.26;2012

5． J. Mater. Chem. 2011, 21, 8511. "Fabrication of molecular sieve fibers by electrospinning;J. C. Di, Y. Zhao, J. H. Yu*;J. Mater. Chem. 2011, DOI: 10.1039/c1jm10512d;2011

6． Adv. Mater. 2011, 23, 2861. Underwater Oil Capture by a Three-Dimensional Network Architectured Organosilane Surface;M. H. Jin*, J. Wang, X. Yao, M. Y. Liao, Y. Zhao*, L. Jiang;Adv. Mater. 2011, adma201101048;2011

7． Small 2011, 7, 1779. Fabrication of Hierarchically Porous Inorganic Nanofibers by a General Microemulsion Electrospinning Approach;H. Y. Chen, J. C. Di, N. Wang, H. Dong, J. Wu, Y. Zhao*, J. H. Yu*, L. Jiang;Small 2011, smll.201002376;2011

8． Polym. Chem., 2011, 2, 1658 "Tunable geometry and wettability of organosilane nanostructured surfaces by water content;Meihua Jin, Jing Wang, Yan Hao, Mingyi Liao, Yong Zhao;Polym. Chem., 2011, 2, 1658;2011

9． Macromol. Rapid Commun. 2010, 31, 1622–1627. Multicomponent Phase Change Microfibers Prepared by Temperature Control Multifluidic Electrospinning;Nv Wang, Hongyan Chen, Ling Lin, Yong Zhao*, Xinyu Cao, Yanlin Song, Lei Jiang*;2010

10． Front. Chem. China, 2010, 5, 247-261. Bioinspired synthesis and preparation of multilevel micro/nanostructured materials;Nü WANG, Yong Zhao*, Lei JIANG*;Front. Chem. China;2010

11． Langmuir "Nanowire-in-Microtube Structured Core/Shell Fibers via Multifluidic Coaxial Electrospinning" 2010, 26, 11291-11296;H.Y. Chen, N. Wang, J.C. Di, Y. Zhao*, Y.L. Song, L. Jiang*;Langmuir;2010

12． Nature "Directional water collection on wetted spider silk" 2010, 463, 640 (Cover of Nature);Yongmei Zheng, Hao Bai, Zhongbing Huang, Xuelin Tian, Fu-Qiang Nie, Yong Zhao*, Jin Zhai, Lei Jiang*;2010

13． J. Mater. Chem. "Multichannel TiO2 hollow fibers with enhanced photocatalytic activity" 2010, 20, 5095 - 5099;T. Y. Zhao, Z. Y. Liu, K. Nakata, S. Nishimoto, T. Murakami, Y. Zhao*, L. Jiang, A. Fujishima*;J. Mater. Chem., 2010, DOI: 10.1039/c0jm00484g;2010

14． Adv. Mater. "Fabrication of Aligned Fibrous Arrays by Magnetic Electrospinning" 2007, 19, 3702;Dayong Yang, Bo Lu, Yong Zhao, Xingyu Jiang*;2010

15． Adv. Mater. "Hierarchical Assembly of Multilayered Hollow Microspheres from an Amphiphilic Pharmaceutical Molecule of Azithromycin" 2008, 20, 3682. (Cover Paper);Hong Zhao, Jian-Feng Chen,* Yong Zhao, Lei Jiang,* Jing-Wei Sun, Jimmy Yun;2010

16． J. Mater. Chem. "Fabrication of three-dimensional ZnO/TiO2 heteroarchitectures via a solution process" 2008, 18, 3909;Nuanxia Wang, Chenghua Sun, Yong Zhao, Shuyun Zhou,* Ping Chen, Lei Jiang*;2010

17． Chem. Mater. "Fabrication of Zeolite Hollow Fibers by Coaxial Electrospinning" 2008, 20, 3543.;Jiancheng Di, Hongyan Chen, Xiaofang Wang, Yong Zhao, Lei Jiang,* Jihong Yu,* Ruren Xu;2010

18． Soft Matter "How does the leaf margin make the lotus surface dry as the lotus leaf floats on water?" 2008, 4, 2232.;Jihua Zhang, Jinming Wang, Yong Zhao, Liang Xu, Xuefeng Gao, Yongmei Zheng*, Lei Jiang*;2010

19． Carbon "Super-hydrophobic ordered mesoporous carbon monolith" 2006, 44, 1298.;Lifeng Wang, Yong Zhao, Lei Jiang*, Feng-Shou Xiao* et al.2010

20． J. Am. Chem. Soc. "One-Step Multicomponent Encapsulation by Compound-Fluidic Electrospray" 2008, 130, 7800. (Chemical & Engineering News, Most-Accessed Articles);Hongyan Chen, Yong Zhao,* Yanlin Song, Lei Jiang*;2010

21． Angew. Chem. Int. Ed. "A Lotus-Leaf-like Superhydrophobic Surface: A Porous Microsphere/Nanofiber Composite Film Prepared by Electrohydrodynamics" 2004, 43, 4338. (Newsworthy);Lei Jiang*, Yong Zhao, Jin Zhai;2010

22． J. Am. Chem. Soc. "Bio-mimic Multichannel Microtubes by a Facile Method" 2007, 129, 764. (ACS News, Most-Accessed Article);Yong Zhao, Xinyu Cao, Yanlin Song, Lei Jiang;2010

23． Adv. Mater. "Hollow Micro/Nanomaterials with Multilevel Interior Structures" 2009, 21, 3621-3638 (Invited Review, Most-Accessed Article);Yong Zhao, Lei Jiang*;2010

发表中文论文：

1 静电纺丝法制备具有单向透水性能聚合物薄膜 吴晶; 赵勇; 江雷 北京航空航天大学; 化学与环境学院; 仿生智能界面科学与技术教育部重点实验室; 中国科学院化学研究所; 有机固体院重点实验室 【会议】2012年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（上册） 2012-10-16

2 仿生多级结构纳米材料 赵勇 北京航空航天大学; 化学与环境学院; 仿生智能界面科学与技术教育部重点实验室 【会议】2012年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（上册） 2012-10-16

3 耦合Hindmarsh-Rose神经元的同步模式及转迁(英文) 翟德红; 段利霞; 唐旭晖; 赵勇; 陆启韶 北方工业大学理学院; 北京航空航天大学动力学与控制实验室 【中国会议】第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集 2011-03-25

4 耐高温超疏聚合物界面材料的电纺制备与性能 吴俊涛; 龚光明; 刘金刚; 孙娜; 赵勇; 江雷 北京航空航天大学化学与环境学院; 中国科学院化学研究所 【中国会议】中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集 2012-04-13

5 仿生多级结构纳米材料 赵勇 北京航空航天大学化学与环境学院仿生智能界面科学与技术教育部重点实验室 【中国会议】中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集 2012-04-13

6 静电纺丝法制备功能性微纳米纤维 王女; 赵勇; 江雷 北京航空航天大学化学与环境学院; 中国科学院化学研究所 【中国会议】中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集 2012-04-13

7 具有时滞的H-R神经元模型的自适应双叶滞后同步 赵勇; 陆启韶 北京航空航天大学一般力学教研室 【中国会议】中国力学学会学术大会'2009论文摘要集 2009-08-24

8 微推进技术及研究发展现状 贾永刚; 赵勇; 汤海滨 航天科工六院; 北京航空航天大学宇航学院 【中国会议】中国宇航学会2005年固体火箭推进第22届年会论文集（发动机分册） 2005-10-01

9 具有时滞的耦合Hindmarsh-Rose神经元系统的放电模式 曹淑红; 段利霞; 唐旭晖; 赵勇 北方工业大学理学院; 北京航天航空大学动力学与控制系 【期刊】动力学与控制学报 2012-03-20

10 受生物启发的多尺度微/纳米结构材料 王女; 赵勇; 江雷 北京航空航天大学化学与环境学院; 中国科学院化学研究所北京分子科学国家实验室有机固体重点实验室 【期刊】高等学校化学学报 2011-03-10

11 三类BC树的类Wiener指标 杨雨; 王文虎; 赵勇 平顶山学院国际教育交流学院; 平顶山学院软件学院; 北京航空航天大学航空科学与工程学院 【期刊】襄樊学院学报 2011-05-15

12 耦合Hindmarsh-Rose神经元的同步放电模式及转迁 翟德红; 段利霞; 唐旭晖; 赵勇; 樊登贵; 陆启韶 北方工业大学理学院; 北京航空航天大学动力学与控制实验室 【期刊】动力学与控制学报 2011-09-20

13 静电纺丝制备多级结构TiO₂微纳米纤维 王女; 张京楠; 陈洪燕; 赵勇; 曹新宇; 杨青林; 马永梅; 江雷 北京航空航天大学化学与环境学院; 北京分子科学国家实验室; 有机固体院重点实验室; 中国科学院化学研究所; 北京分子科学国家实验室有机固体院重点实验室中国科学院化学研究所 【期刊】高等学校化学学报 2010-02-10

14 铸造Ti-47Al-2Cr-2Nb合金中2β相的特征及对组织热稳定性的影响 赵勇; 裴延玲; 马岳 北京航空航天大学材料科学与工程学院 【期刊】稀有金属与硬质合金 2009-09-20

15 热冲击对γ-TiAl基合金显微组织的影响 裴延玲; 赵勇; 马岳; 宫声凯; 徐惠彬 北京航空航天大学材料科学与工程学院; 北京航空航天大学材料科学与工程学院; 北京航空航天大学材料科学与工程学院 北京 【期刊】金属学报 2008-05-11  

16 地对地导弹捷联惯导系统实时软件仿真 赵勇; 崔中兴 北京航空航天大学; 北京航空航天大学 【期刊】战术导弹技术 1994-05-20

荣誉奖励：

1． 2011年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。

2． 2012年获“国家优秀青年基金”。

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媒体报道一：

赵勇：乐探仿生奥秘

赵勇，北京航空航天大学教授。主要研究方向为多级结构微纳米功能材料。2012年“国家优秀青年基金”获得者，2011年“教育部新世纪优秀人才支持计划”获得者。曾在Nature, J. Am. Chem. Soc.等国际期刊发表三十余篇学术论文，SCI引用1000余次。研究工作曾被新华网，Chemical & Engineering News等报道。作为课题负责人承担国家自然科学基金项目，国家高技术研究发展计划（“863”计划）项目，作为研究骨干参与多项国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目。

蜘蛛是一种古老的生物，已在自然界生存了4亿多年，蜘蛛丝是一种特殊品质的材料，迄今为止人类还无法生产出像它那样同时具有超高强度和弹性的人造纤维。北京航空航天大学教授赵勇和他的合作者通过对蛛丝的深入研究，发现了蛛丝更多的奥秘。

首先，通过对蜘蛛丝的多级有序结构与集水性能展开深入探索研究，赵勇和他的合作者揭露了“明明体积要大于蜘蛛丝的直径，露珠却总能稳稳地挂在蜘蛛丝上”这一常见却很少引人深思的自然现象的奥秘。

对这一奥秘的揭露有着极其重要的科学意义，因为它解决了人们以往在小尺度液滴驱动上面临的瓶颈问题。

以往的研究中，随着液滴尺度的降低，接触角滞后作用将严重阻碍液滴的运动，从而使小液滴驱动变得相当困难，而这种微小液滴的自驱动对于微流体器件和高效传热装置等都具有十分重要的意义。他们的工作在小尺度液滴的方向性驱动研究上取得了重要进展。

从实际应用的角度来说，具有仿蜘蛛丝集水的“多协同效应”机制的多级结构材料，将对于设计大规模的人造纤维网以收集雾水，满足水源缺乏地区人们的淡水需求具有重要意义；此外，还可以设计纤维网状材料，用到局部地区除雾、工业加工和生产过程中的浮质过滤等工作中。

其次，他们从蜘蛛的多口仿丝器中受到启发，在国际上首次提出多流体复合电纺的概念，通过控制电纺过程中带电外层流体和多股互不相溶的内层流体之间稳定的层流作用，保证了多相流体在百纳米尺度上仍然互不干扰，从而成功制备了具有独特多通道结构的微纳米中空纤维，且通道数目精确可控。

该工作的意义在于，一方面，他们提出了一种全新的中空微纳米纤维材料制备方法；另一方面，该方法所制备的独特多通道结构是之前其他任何方法所没有得到过的，从而进一步丰富了微纳米复合结构材料家族。该工作被多家媒体以《新型微管生产方法被创立》和《仿生的一大进步》为题进行了相关报道。

由此，他们根据对电纺丝和电喷雾的理解，进一步扩展了多流体电射流技术的应用范围，发展了一种复合流体电喷雾技术，在国际上首次制备了多空腔和多组分微胶囊。

该工作的意义在于，可以将多种功能组分一步包覆在同一微胶囊之内并且互不干扰，解决了以往的微胶囊制备技术通常只能一次包覆一种物质的瓶颈。

该工作发表在J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7800上，被C&E News以《多种组分独立包覆》为题进行报道。编辑评价“（他们）发展了一种电喷雾方法，可以一步包裹多种组分于同一个细胞形微胶囊中并使各组分保持独立。这一技术将在药物输运、材料科学和食品科学中得到应用。而以前的方法若想同样包覆多种组分,需要许多的步骤并且很难做到多组分间彼此分开”。

最后，赵勇和他的合作者注意到传统的制备超疏水自清洁表面的方法通常需要复杂的步骤，且多限于实验室规模。因此，他们认为静电力制备技术有望成为制备超疏水表面的新方法。

基于此设想，他们通过调节电场力与液体表面张力及高分子溶液粘弹性三者之间的关系，得到了不同表面形貌的薄膜，并研究了其浸润性。基于此项研究工作，他们首次报导了电纺仿生制备具有多孔微球与纳米纤维复合结构的类荷叶自清洁效应的超疏水薄膜，为低成本大规模制备自清洁表面提出了一种有效的新方法。

基于赵勇及其合作者在仿生材料领域一系列具有国际领先地位的原创性的工作，他们应邀撰写相关综述并发表于Adv. Mater. 2009, 21, 3621-3638 （Most-Accessed Articles）。他们以自己对分级结构材料的研究为基础，结合国际最新发展形势，对近年来新兴的多级结构微纳米材料进行了系统的、原创性的分类和总结，对其结构特点、合成方法、材料性质及其应用进行了综合评述。

文章来源：《中国科学报》2012-11-08

媒体报道二：

“构筑”神奇的仿生世界——记北京航空航天大学化学与环境学院赵勇教授

令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。仿生学家根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。早在上世纪40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏特电池。五彩的蝴蝶锦色粲然,重月纹凤蝶,褐脉金斑蝶,科学家通过对蝴蝶色彩的研究,为军事防御带来了极大的裨益。科技发明的最终目的,是为了使我们掌握方法、获得工具,在最短时间内通过最佳途径,到达目的地。那些致力于科技发展的人,努力探寻捷径,推动世界飞速发展。他们像一个个魔术师,展示着令人眼花缭乱的“魔术”,让世人震惊而获益。赵勇,就是这样一位魔术师,他将自己所有的热爱和精力,以一种深沉的感情,将仿生材料学推到了一个全新的高度。蛛丝奇迹神奇的仿生达芬奇说过:“人类的灵性将会创设出多样的发明来,但是它并不能使得这些发明更美妙、更简洁、更明朗;因为自然的物产都是最恰到好处的。”但是,仿生学的典范成就并非来自对自然的模仿,而是努力探究自然系统背后的原理与机制,然后对其加以具体应用的……

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文章来源：《科学中国人》作者：李明丽 2012年第09期

媒体报道三：

有趣的仿生世界——记北京航空航天大学化学与环境学院赵勇教授

20世纪中叶以来,人类受小鸟启发发明了飞机;通过研究鱼发明了轮船、潜艇;受苍蝇楫翅的影响制成了“振动陀螺仪”;通过毒蛇的“热眼”功能,研究开发出了微型热传感器……人类很多发明创造,都源自于对一些生物体生存原理的启发。而今,伴随着高新技术的日新月异,越来越多的生物技能被发掘出来,最终变成利于人类的各种发明,并逐渐发展成为一门学科,人们给这一学科起了个有趣而形象的名字,叫仿生学。奇妙而有趣的仿生世界总是能吸引人类的眼球。在北京航空航天大学化学与环境学院赵勇教授所“构筑”的仿生世界里,仿生同样神奇而充满无限乐趣。捕露高手——蜘蛛丝在清新的早晨,我们经常能看到明亮的露珠挂在蜘蛛丝上,有谁会留意到露水的体积常常要大于蜘蛛丝的直径?其奥妙何在?蜘蛛丝是最著名的高性能生物材料之一,它兼具有极高的力学强度和优异的弹性,因而吸引了许多科学家对其进行广泛而深入的研究,但是,对于雾气中的蜘蛛丝能够悬挂大量水滴这一常见现象却从未被关注。近年来,赵勇教授和其合作者主要针对蜘蛛丝的多级有序结构与集水性能展开了深入的探索研究,并最终破解了这一悬而未决的谜题。通过深入细致的研究,他们最新……

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文章来源：《中国发明与专利》作者：王彬 2012年第04期