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刘向阳
发布时间: 2016-11-28
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刘向阳

姓名:刘向阳

职称:教授,博士生导师

电话:0592-2181839

传真:0592-2182775

邮箱:liuxy@xmu.edu.cn

个人简历

工作经历:

2012年8月至今厦门大学国家“千人计划”专家特聘教授
1999年年底新加坡国立大学物理系终生正教授
1996年-1999年Unilever, Port Sunlight 实验室永久研究员 
1993年-1996年荷兰莱梅亨大学博士后研究员
1982年-1989年中科院福建物构所助理研究员


教育经历:

1989.9-1993.11荷兰莱梅亨(Nijmegen)大学哲学博士(特优)
1982.9-1985.7山东大学理学硕士固体物理
1978.9-1982.8山东大学理学学士化学分析

       刘向阳教授现为中组部“千人计划”专家,教育部长江学者讲座教授。厦门大学材料学院生物材料系主任、厦门大学生物仿生及软物质研究院(筹)院长

       毕业于山东大学化学系,获得理学学士学位;并于山大晶体材料研究所,获得固体物理硕士学位。1989年, 刘向阳教授受国际著名晶生长专家 P. Bennema 教授的邀请,由壳牌石油公司特别奖学金资助,到荷兰莱梅享大学攻读博士学位。他于1993年,获得博士学位,并被授于特优(cum laude)称号。在从事两年多博士后研究之后,刘向阳教授于1996 年,被Unilever, Port Sunlight实验室聘为永久研究员.刘向阳教授于1999 年年底加入新加坡国立大学物理系,为物理系及化学系的终生正教授.2012年7月,刘向阳教授,以中组部千人计划专家,加盟厦门大学.

       刘向阳教授,在生物物理、仿生材料、纳米科技、晶体生长、表面以及胶体科学等方面有超过25年在学术界及工业界工作经验。由于在晶体生长,生物物理及软功能材料方面杰出成就,多次应邀去世界各地做尖端学术报告并在不同国际性学会的任职。以第一作者及通讯作者为计, 刘向阳教授已在如 Nature, J. Am. Chem. Soc.,Phys. Rev. Lett., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mat., J. Biological Chem. 等国际著名顶级科技杂志,发表了近200篇论文与不同专著重要章节,由著作出版社,如Springer, Wiley-VCH,等特邀编著的的4部专著。其工作也常被Nature, Phys. Rev. Lett.等著名杂志大量引用,以及世界媒体 和著名网站如Nature Science Update, Nature Phys. Portal, Nature Material Update 广泛报导。在有关国际学术大会及相关研讨会上做了大会及特邀报告80余次,主办国际学术会议近20次.

        刘向阳教授任(第五届)亚洲晶体生长及技术协会主席,国际晶体生长协会理事,并任Biophys. Rev. Lett. 主编,J. Crystal Growth特邀客座主编(2011-2012). 现为新加坡中国科技促进会副会长,中组部国家千人计划专家特聘教授, 中国教育部长江学者讲座教授.中国教育部国家优秀自费留学生奖学金评审专家,中国公费留学人员及学生联合会特邀学术顾问,新加坡国家科学院青年科学奖评委, 新加坡物理学会终生Fellow,千人计划评审专家。同时也是许多著名科技杂志,如PNAS, J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mat., ACS Nano, Adv Func Mat. Small等的特邀审稿人。

      做为国际晶体生长领域的领军科学家之一, 刘向阳教授在晶体/液界面结构,结晶动力学及形态学的基础理论与实验,都做出了许多杰出的贡献。特别在晶体固液界面模型发展,粗糙转变的实验观测,及其临界行为,以及通过分子动力学计算机模拟预测溶液晶体形态,都取得了开拓性的进展,并取得标致性的成果。其结果多次发表在自然(Nature),物理评论快报(PRL),美国化学学报(JACS),德国应用化学(Angew Chemie),等国际顶尖期刊上。刘向阳教授在晶体形态学方面的突破,正如在自然上所发表的一篇文章(Nature 374, 342 (1995))的审稿人评论:“该工作开创了预言生长形态和界面参量分析的新方法,其重要性将横跨整个材料化学领域”。成核这一普遍存在的现象,自从发现以来,其全过程机理,从未被从实验上,定量地被证实过。几个世纪以来,许多科学家为此,争论不休.刘向阳教授及领导的实验室,基于其发展的全新的胶体实验模拟体系,第一次从实验上定量地验证了有关成核的经典理论。并定量得出经典理论适用及不适用的各种条件。这一对材料科学具有广泛影响的结果,被发表在 Nature (429,739(2004年)), JACS, Angew Chem 等著名刊物上.

      刘向阳教授在生物功能材料方面已取得了许多的重要突破:在生物矿化方面,研究发现了生物超硬组织(如牙齿、骨 骼、贝壳等)是由于其有序的的微纳米结构所致。这种微纳米级的有序结构是通过一种称之为自外延成核控制生物矿微晶组装所致。在组装过程中,特定生物起了关键性的作用。该具有里程碑意义的工作已发表在J. Am. Chem. Soc.,J. Bio. Chem. 及Appl. Phys. Lett.等学术期刊上。该项科研成果将使制造奇特的高性能功能材料或寻找治疗蛀牙骨质疏松,骨折的有效方法成为可能,已在科学界引起的轰动并且该工作在世界范围内广泛报道,其中包括在著名的Nature Sci. Update上的报导,多次在国际会议上做特邀大会报告,并得到世界各媒体的广泛报导以及专题采访。

      刘向阳教授在微纳米级水滴凝结方面的研究成果,揭示了微米水滴结冰的新规律。这在气候改变方面具有特殊意义。与此相关,在生物抗冻蛋白在阻止水结冰的抗冻机制方面的最新成果对细胞水平的冻结控制取得具有重要的意义。这方面的工作发表在权威的J. Am. Chem. Soc., J. Bio. Chem., Appl. Phys. Lett.,并引起了世界范围内广泛注意及报导,其中包括著名的Nature Science Update, Nature Phys. Portal, Nature Material Update和MRS Bulletin。

      刘向阳教授近年来对软物质及生物仿生功能材料的研究,取得了一系列突破性进展。具有三维自组织微纳米超分子功能材料,纳米材料合成,生物大分子分离,个人保健护肤,食品加工,石化,等具有非常重要的应用。刘教授的研究,第一次从分子角度,揭视了超分子功能材料三维自组织纤维网络形成的结晶机制, 并首次建立了三维结构与宏观性能的关系。在此基础上,提出了三维微纳米结构的构筑原理。构筑超分子软物质,开辟了新的方向。

      以上对功能材料方面突出的研究成果及所取得的重要进展,已对包括生物医学,半导体,激光,非线性和光功能材料到结构生物学产生了重要影响。其研究小组提出的有关晶液界面结构动力学、分子水平分析的模型对功能材料领域的传统方法已发出了挑战;在复杂结构形成动力学以及结构与性能关系的全新见解为先进材料分子设计工程学方面的研究开拓了一个全新的方向,并产生了极大的影响。基于上述原理,刘教授的研究室已实现了通过真正三维纳米网络构筑来设计、制造全新功能材料。其最新的进展包括以特定分子及外场对功能材料的纳米结构进行构筑和加工。已成功地应用于制造超级生物丝。这方面的工作不仅发表在许多顶尖国际杂志上(如 Phys. Rev. Lett, J. Am. Chem. Soc., Adv. Mat. 等),其工艺也申请了5项的国际专利。

      以上软物质的研究结果与原理,在蜘蛛丝、蚕丝的结构与性能理解方面,起了极其重要的作用,使人们了解了蜘蛛丝具有超凡 性能的结构原因,并为丝的功能化,开展了全新的路径。刘向阳教授实验室与合作者,在蚕丝成丝前,活蚕生物体内进行组装,已被证实行之有效。经过仔细选择功能化分子,将罗丹明系列荧光染料,添加到了蚕丝纤维中,得到了可发荧光的蚕丝。并将该工作发表在国际著名材料类期刊Adv. Mater.上,并被Nature Chemistry, Nature Asia Materials,Materials Today, Chemical & Engineering News, Chemistry World, Scientific American, New Scientist等著名杂志与网站的大量报道

      为了表彰刘教授近来的成就,刘向阳教授获得新加坡国立大学授予的2007年唯一的年度杰出研究者奖。除在学术上的杰出表现,还在工业界及不同的大学中出任有关顾问,并获多项大奖。


研究领域

一、晶体/液界面结构、结晶动力学及形态学的基础理论与实验研究

      做为国际晶体生长领域的领军科学家之一,刘向阳教授在特别在晶体固液界面模型发展,粗糙转变的实验观测,及其临界行为,以及通过分子动力学计算机模拟预测溶液晶体形态,都取得了开拓性的进展,并取得标致性的成果。其结果多次发表在自然(Nature)、物理评论快报(PRL)、美国化学学报(JACS)、德国应用化学(Angew Chemie)等国际顶尖期刊上。刘向阳教授在晶体形态学方面的突破,正如在自然上所发表的一篇文章(Nature 374, 342 (1995))的审稿人评论:“该工作开创了预言生长形态和界面参量分析的新方法,其重要性将横跨整个材料化学领域”。成核这一普遍存在的现象,自从发现以来,其全过程机理,从未被从实验上,定量地被证实过。几个世纪以来,许多科学家为此,争论不休.刘向阳教授及领导的实验室,基于其发展的全新的胶体实验模拟体系,第一次从实验上定量地验证了有关成核的经典理论。并定量得出经典理论适用及不适用的各种条件。这一对材料科学具有广泛影响的结果,被发表在Nature (429,739(2004年)),JACS,Angew Chem 等著名刊物上。

二、生物功能材料领域


1. 在生物矿化方面

      研究发现了生物超硬组织(如牙齿、骨 骼、贝壳等)是由于其有序的的微纳米结构所致。这种微纳米级的有序结构是通过一种称之为自外延成核控制生物矿微晶组装所致。在组装过程中,特定生物起了关键性的作用。该具有里程碑意义的工作已发表在J. Am. Chem. Soc.,J. Bio. Chem. 及Appl. Phys. Lett.等学术期刊上。该项科研成果将使制造奇特的高性能功能材料或寻找治疗蛀牙骨质疏松,骨折的有效方法成为可能,已在科学界引起的轰动并且该工作在世界范围内广泛报道,其中包括在著名的Nature Sci. Update上的报导,多次在国际会议上做特邀大会报告,并得到世界各媒体的广泛报导以及专题采访。


2.在微纳米级水滴凝结方面的研究成果,揭示了微米水滴结冰的新规律

      这在气候改变方面具有特殊意义。与此相关,在生物抗冻蛋白在阻止水结冰的抗冻机制方面的最新成果对细胞水平的冻结控制取得具有重要的意义。这方面的工作发表在权威的J. Am. Chem. Soc., J. Bio. Chem., Appl. Phys. Lett.,并引起了世界范围内广泛注意及报导,其中包括著名的Nature Science Update, Nature Phys. Portal, Nature Material Update和MRS Bulletin。


三、软物质及生物仿生功能材料

      在软物质及生物仿生功能材料的研究,取得了一系列突破性进展。具有三维自组织微纳米超分子功能材料、纳米材料合成、生物大分子分离、个人保健护肤、食品加工、石化等具有非常重要的应用。刘教授的研究,第一次从分子角度,揭视了超分子功能材料三维自组织纤维网络形成的结晶机制,并首次建立了三维结构与宏观性能的关系。在此基础上,提出了三维微纳米结构的构筑原理。构筑超分子软物质,开辟了新的方向。

主要科研成果

       刘向阳教授,在生物物理、仿生材料、纳米科技、晶体生长、表面以及胶体科学等方面有超过25年在学术界及工业界工作经验。由于在晶体生长,生物物理及软功能材料方面杰出成就,多次应邀去世界各地做尖端学术报告并在不同国际性学会的任职。以第一作者及通讯作者为计, 刘向阳教授已在如 Nature, J. Am. Chem. Soc.,Phys. Rev. Lett., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mat., J. Biological Chem. 等国际著名顶级科技杂志,发表了近200篇论文与不同专著重要章节,由著作出版社,如Springer, Wiley-VCH,等特邀编著的的4部专著。其工作也常被Nature, Phys. Rev. Lett.等著名杂志大量引用,以及世界媒体 和著名网站如Nature Science Update, Nature Phys. Portal, Nature Material Update 广泛报导。在有关国际学术大会及相关研讨会上做了大会及特邀报告80余次,主办国际学术会议近20次.

      刘教授对功能材料方面突出的研究成果及所取得的重要进展,已对包括生物医学,半导体,激光,非线性和光功能材料到结构生物学产生了重要影响。其研究小组提出的有关晶液界面结构动力学、分子水平分析的模型对功能材料领域的传统方法已发出了挑战;在复杂结构形成动力学以及结构与性能关系的全新见解为先进材料分子设计工程学方面的研究开拓了一个全新的方向,并产生了极大的影响。基于上述原理,刘教授的研究室已实现了通过真正三维纳米网络构筑来设计、制造全新功能材料。其最新的进展包括以特定分子及外场对功能材料的纳米结构进行构筑和加工。已成功地应用于制造超级生物丝。这方面的工作不仅发表在许多顶尖国际杂志上(如 Phys. Rev. Lett, J. Am. Chem. Soc., Adv. Mat. 等),其工艺也申请了5项的国际专利。

      基于软物质的研究结果与原理,在蜘蛛丝、蚕丝的结构与性能理解方面,起了极其重要的作用,使人们了解了蜘蛛丝具有超凡性能的结构原因,并为丝的功能化,开展了全新的路径。刘向阳教授实验室与合作者在蚕丝成丝前,进行活蚕生物体内组装,已被证实行之有效。经过仔细选择功能化分子,将罗丹明系列荧光染料,添加到了蚕丝纤维中,得到了可发荧光的蚕丝。并将该工作发表在国际著名材料类期刊Adv. Mater.上,并被Nature Chemistry, Nature Asia Materials,Materials Today, Chemical & Engineering News, Chemistry World, Scientific American, New Scientist等著名杂志与网站的大量报道。

      为了表彰刘教授近来的成就,刘向阳教授获得新加坡国立大学授予的2007年唯一的年度杰出研究者奖。除在学术上的杰出表现,还在工业界及不同的大学中出任有关顾问,并获多项大奖。

主要代表学术论著与论文

      在Nature、J. Am. Chem. Soc.、Phys. Rev. Lett.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mat.、J. Biological Chem.等国际著名顶级科技杂志,发表了近200篇论文与不同专著重要章节,由著作出版社如Springer、Wiley-VCH等特邀编著4部专著。

主要代表性论文:

1.  X.Y. Liu*, P. BENNEMA and J.P. van der Eerden: The rough-flat-rough transition at crystal surfaces, Nature 356, 778 (1992).

2.  X.Y. Liu*, E.S Boek, W.J. Briels and P. BENNEMA: Prediction of growth morphology of crystals based on interfacial structure analysis, Nature 374, 342-345 (1995).

3.  X.Y. Liu*, P. van Hoof and P. BENNEMA: Surface roughening of n‑alkane crystals: solvent dependent critical behavior, Phys. Rev. Lett. 71, 109 (1993).

4.  A.P.H.J. Schenning, F.B.G. Benneker, H.P.M. Geurts, X.Y. Liu*, R.J.M. Nolte*, “A facile method for the construction of porphyrins wheels”, J. Am. Chem.Soc. 118, 8549 (1996).

5.  X.Y. Liu, “Effect of Microgravity on Ca Mineral Crystallization and Implications for Osteoporosis in Space” Appl. Phys. Lett. 79, 3539-3542 (2001). Highlighted by Nature Science Update (Nov 12, 2001).

6.  X.Y. Liu*, and P.D. Sawant, “Mechanism of the formation of self-organized micro-structure in functional materials”, Adv. Materials 14, 421-426 (2002).

7.  N. Du, and X.Y. Liu, “Controlled ice nucleation in microsized water droplet”, Appl. Phys. Lett. 81, 445-447 (2002). Highlighted by Nature Physics Portal and Nature Materials Update (July 18, 2002) and MRS Bulletin (E.A. Shack, MRS Bulletin 27, 586 (2002)).

8.  X.Y. Liu*, and P.D. Sawant, “Micro/Nanoengineering of Self-Organized Three-Dimensional Fibrous Structure of Functional Materials”, Angew. Chemie Int. Ed. 41, 3641-3645 (2002).

9.  X.Y. Liu*, P.D. Sawant, Wee Beng Tan,  I. B. M. Noor, C. Pramesti, and B. H. Chen, “Creating New Supramolecular Materials by Architecture of Three-Dimensional Nano Crystal Fiber Networks”, J. Am. Chem. Soc., 124, 15055-15063 (2002).

10.   P. D. Sawant, and X.Y. Liu*, “Formation and Novel Thermo-mechanical Processing of Biocompatible Soft Materials”, Chemistry of Materials 14,  3793-3798 (2002).

11.   X.Y. Liu*, S.W. Lim, “Templating and Supersaturation Driven Anti-Templating: Principles of Biominerals Architecture”, J. Am. Chem. Soc. 125,888-995 (2003).

12.  K.-Q. Zhang and X. Y. Liu*, “In situ observation of colloidal monolayer nucleation driven by an alternating electric field”, Nature 429, 739-742 (2004).

13.  C. Strom, X.Y. Liu* and Z.C. Jia, “Ice surface reconstruction as AFP-induced morphological modification mechanism, J. Am. Chem. Soc., 127, 428-440 (2005).

14.  Keqin Zhang and X. Y. Liu*, “Two scenarios of the colloidal phase transitions”, Phys. Rev. Lett. 96, 105701-105704 (2006).

15.  Jing Liang Li, X.Y. Liu*, Christina Strom, and J. Y. Xiong, “Engineering of a Supramolecular Functional Material by Architecture of the Micro/nano Structure of Fiber Network”, Adv. Mat. 18, 2574–2578 (2006).

16.  Tian Hui Zhang, X. Y. Liu*, How Does Transient Amorphous Precursor Template Crystallization, J. Am. Chem. Soc. 129, 13520-13526 (2007).

17.  Rong-Guo Xie, and X.Y. Liu*, “Electrically Directed On-Chip Reversible Patterning of Two-Dimensional Tunable Colloidal Structures”, Adv. Func. Mat. 18, 802–809 (2008).

18.  Haibing Xia, X.Y. Liu*, Keqin Zhang, “Nano Architecture by molecular structure-directing agent”, Chemistry of Materials 20, 2432-2434 (2008).

19.  Jiahai Shi, Shixiong Lua, Ning Du, Xiang Yang Liu, Jianxing Song: Identification, recombinant production and structural characterization of four silk proteins from the Asiatic honeybee Apis cerana, Biomaterials 29, 2820-2828 (2008).

20.  Tian Hui Zhang and Xiang Yang Liu*, Nucleation: What Happens at the Initial Stage?, Angew. Chemie Int. Ed. 48, 1308-1312 (2009).

21. Rongguo Xie, Xiang Yang Liu*: Controllable Epitaxial Crystallization and Reversible Oriented Patterning of Two-Dimensional Colloidal Crystals, J. Am. Chem. Soc. 131, 4976-4982 (2009).

22. Shaokun Tang, Xiang Yang Liu,* and Christina S. Strom, Producing Supramolecular Functional Materials Based on Fiber Network Reconstruction, Adv. Fun. Mat. 19, 1-8 (2009).

23. Jing-Liang Li and Xiang Yang Liu*, Architecture of Supramolecular Soft Functional Materials: from Understanding to Micro/nano Engineering (Feature Article), Adv. Fun. Mat., 20, 3196-3216 (2010). (Highlighted as the Frontispiece).

24. Haihua Pan, Xiang Yang Liu*, Ruikang Tang  and Hongyao Xu, “Mystery of the Transformation from Amorphous Calcium Phosphate to Hydroxyapatite”, Chem. Comm. 46,  7415 – 7417(2010).

25. X. D. Zhao, H. M. Fan , J. Luo, X. Y. Liu*, J, Ding, B. S. Zou, Y. P. Feng, Electrically Adjustable, Super Adhesive Force of Superhydrophobic Aligned MnO2 Nanotube Membrane, Adv. Fun. Mat., 21, 184-190 (2011).

26. Ning Du, Zhen Yang, Xiang Yang Liu*, Yang Li, Hong Yao Xu, Structural Origin of Strain-Hardening of Spider Silk, Adv. Fun. Mat., 21, 772-778 (2011).

27. Natalia C. Tansil, Yang Li, Choon Peng Teng, Shuangyuan Zhang, Khin Yin Win, Xing Chen, Xiang Yang Liu, and Ming-Yong Han*, “Intrinsically Colored and Luminescent Silk”, Adv. Mat. 23, 1463–1466 (2011).

(Highlighted by Nature Chemistry, Nature Asia Materials (http://www.nature.com/am/journal/2011/201104/full/am201182a.html), Materials Today, Chemical & Engineering News, Chemistry World, Scientific American, New Scientist, RSC Publishing: http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2011/February/15021103.asp (i) http://www.physorg.com/news/2011-03-silkworm-diet-silk-medical-advantages.html;

28. Natalia C. Tansil, Yang Li, Leng Duei Koh, Teng Choon Peng, Khin Yin Win, Xiang Yang Liu, Ming-Yong Han, “The use of molecular fluorescent markers to monitor absorption and distribution of xenobiotics in a silkworm model”, Biomaterials 32, 9576-9583 (2011, Dec).

29. Bing Yuan, Jing-Liang Li, Xiang Yang Liu*, Yu-Qiang M and Hong-Yao Xu, “Critical Behavior of Confined Supramolecular Soft Materials in Microscopic Scale”, Chem. Comm. 47, 2793–2795(2011). (Highlighted by RSC publishing: http://blogs.rsc.org/cc/2011/02/23/confining-supramolecular-soft-materials/).

30. Zhengquan Yan,  Hongyao Xu, Shanyi Guang, Xian Zhao, Weiliu Fan, and Xiang Yang Liu*, “A convenient organic-inorganic hybrid approach toward highly stable squaraine dyes with lessened H-aggregation”, Adv. Fun. Mat. 22, 345-352 (2012).

31. Naibo Lin, X. Y. Liu,* Ying Ying Diao, Hongyao Xu,  Chunyan Chen, Xinhua Ouyang, Hongzhi Yang, and Wei Ji, “Switching on Fluorescent Emission by Molecular Recognition and Aggregation Dissociation”, Adv. Fun. Mat. 22, 361-368 (2012).

32. Ying Ying Diao and X. Y. Liu*, “Colloidal Crystallization: Experimental Modeling of General Crystallization and Biomimicking of Structural Color”, Adv. Func. Mat. (Feature article) 22, 1354–1375 (April 10, 2012).

33. Zhi Lin , Qinqiu Deng , Xiang Yang Liu , and Daiwen Yang, Engineered Large Spider Eggcase Silk Protein for Strong Artificial Fibers, Adv. Mat. 2012, (DOI: 10.1002/adma.201204357).

34. Hui Wang, Xiang Yang Liu*, Yon Jin Chuah, James C. H. Goh, Jing Liang Li, Hongyao Xu, Design and engineering of silk fibroin scaffolds with biomimetic hierarchical structures,  Chem. Comm. 49, 2013 (1431-1433).

35. Ying Ying Diao, Xiang Yang Liu*, Guoyang William Toh, Lei Shi and Jian Zi, Multiple Structural Coloring of  Silk Fibroin Photonic Crystals and  Humidity Responsive Color Sensing, Adv. Func. Mat. 2013, (DOI: 10.1002/adfm.201203672).



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