研究方向

研究问题：纳米载体如何与细胞膜识别、结合并跨膜运输？表面修饰、靶向配体及非特异性相互作用如何影响递送效率？我们关注纳米药物在生物界面的行为与其治疗功能之间的联系。

具体工作：结合单分子力谱、单颗粒力追踪与生物成像，在单颗粒尺度测量结合力并追踪内吞过程。设计多肽胶束、病毒样颗粒、核酸纳米结构及细胞膜包覆载体，研究药物装载、跨膜运输、胞内释放与核酸递送；围绕肿瘤模型探索化疗、光疗、气体治疗、基因沉默及免疫调节的组合，并拓展核酸纳米结构辅助的抗菌体系，在细胞和动物模型中评价其功能表现。

研究问题：机械力如何改变分子构象、调控相互作用并驱动化学反应？分子与金属界面的连接结构、离子及局域环境如何影响载荷传递、失效与可逆性？我们希望建立单分子受力行为与宏观材料性能之间的联系。

具体工作：利用单分子力谱与理论计算，研究力响应基团活化、化学键断裂及后续反应，探索提高界面稳定性的连接策略。围绕主客体识别、配位作用与氢键解析受力构象和结合状态；将冠醚等功能单元引入聚合物，调节能量耗散，结合宏观力学测试发展兼具强度、韧性和刺激响应能力的高性能超分子材料。

研究问题：分子链的化学结构、链折叠、分子堆积和非晶链连接方式如何共同决定聚合物的力学性能？晶体与非晶网络中的单链运动如何参与应力传递，并影响纤维屈服等宏观变形行为？

具体工作：面向结晶、半结晶与非晶态聚合物，利用原子力显微镜和单分子力谱研究单晶、球晶及纤维中的链受力行为。通过从单晶中提拉单根分子链，解析链折叠、受力熔融、滑移与松弛，考察构象、晶体厚度、晶型及温度的影响；研究链迁移、长程运动关联和系带链承力，结合纳米力学与宏观拉伸测试建立单链结构与材料性能的联系。

研究问题：原子力显微镜力谱主要提供力与距离信息，如何进一步获得受力过程中分子结构、化学变化与颗粒位置的信息？我们关注多种测量信号在单分子、单颗粒尺度上的关联与同步。

具体工作：将原子力显微镜与红外光谱相结合，搭建光调制力耦合相关谱探测系统，并结合空气相单分子力谱，同步检测与指认聚合物单分子力化学过程中的力学和化学信号。发展AFM–TIRF联用系统，开展单颗粒荧光成像与光谱测量；利用纳米尺度化学成像研究聚合物材料的纳米分相行为。