课题组成员----中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室

吴波

博士副研究员

分子纳米结构与纳米技术实验室

中国科学院化学研究所

Tel: 010-62561459 E-mail: zkywubo@iccas.ac.cn

一、个人简历：

2011年本科毕业于内蒙古大学。2016年在中国科学院化学研究所获理学博士学位。2016年7月任中科院化学研究所助理研究员。2019年3月起在中科院化学研究所任副研究员。2018年入选中国科学院青年创新促进会。曾获2017年度化学所青年科学奖优秀奖，2016年度中国科学院院长优秀奖，中国科学院化学所“所长优秀奖”，分子纳米实验室“研究工作优秀奖”，“纳米科学前沿论坛”优秀报告一等奖，2015年度博士研究生国家奖学金，化学所青年科学奖特别优秀奖，化学所泰丰科技奖学金二等奖等。

二、研究领域：

1、金属富勒烯的光激发电子转移动力学性质研究；

2、富勒烯及金属富勒烯的光功能材料构筑及应用；

3、富勒烯纳米复合材料的光电性质研究。

三、主要成果

利用富勒烯/金属富勒烯优异的物理化学特性，致力于新结构金属富勒烯及衍生物分子的设计、激发态寿命的调控及光功能材料的构筑及应用研究。近年来，发现金属富勒烯是研究长寿命激发态的一种理想材料，实现了金属富勒烯及衍生物激发态特性的调控，发展了“等效共轭电子数法”等多种快速简单预测分子激发态特性的方法，推动了金属富勒烯在光功能分子领域的应用。同时，拓展富勒烯复合材料降解空气污染物和有机光催化材料高效转换太阳能等领域的应用研究。目前在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Commun., J. Phys. Chem. C等期刊发表论文10余篇，申请国家专利18项，授权13项。作为主持人正负责国家自然科学基金面上项目2项，北京市自然科学基金面上项目1项。作为项目骨干参与基金委重点项目、院仪器研制项目，完成了基金委仪器研制、重大科研装备、基金委面上项目等。

1）研究富勒烯及其衍生物的光激发电子转移动力学性质。利用富勒烯结构稳定，种类多样，从紫外到近红外区都有光吸收，可以内嵌不同的金属团簇或者外接功能特性衍生物去改变电子分布和轨道能级的特性，通过改变富勒烯的种类、构型以及外接功能修饰基团等方式调控其激发态特性。开发了一类具有μs级长寿命三重态的富勒烯及衍生物材料（J. Am. Chem. Soc. 2015），实现了激发态电子转移方向的原位调控（J. Am. Chem. Soc. 2020）和富勒烯-donor衍生物电荷分离态位置的理论预测（Phys. Chem. Chem. Phys. 2019），对于设计和构建富勒烯材料长寿命激发态的体系具有重要指导意义。

2）研究了金属富勒烯的自旋特性调控。首次在顺磁性金属富勒烯Sc3C2@C80外面连接氮氧自由基去操控金属富勒烯的自旋性质，形成一个远程分子磁开关。这种金属富勒烯的分子磁开关对于分子器件的研究和推进具有重要意义（Nat. Commun. 2015）。同时，选用选用氮氧自由基作为自旋探针，通过金属富勒烯外部的自旋探针检测顺磁信号的变化，灵敏的探测自旋探针和磁体之间的作用（J. Phys. Chem. C 2016）。

3）研究富勒烯复合材料的光电特性。基于富勒烯优异的可见光区吸收和电子传输性质，设计了富勒烯衍生物修饰的纳米复合材料以及有序组装体，增加了电子-空穴分离效率、拓宽材料对可见光的吸收，提升了光催化效率，在污染物净化（Sci. China Mater. 2020）和有机光催化材料的能量转换效率方面有新突破，具有重要的科学意义和实用价值。目前申请相关的国家专利11项，其中5项已经实现了成果转化并进行技术推广。

四、主要研究论文：

1. Bo Wu, Li Jiang, Yi Luo and Chunru Wang*. The Effect of the Polyaromatic Hydrocarbon in the Formation of Fullerenes. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 3942-3947.

2. Yongqiang Chai, Xiaolong Liu, Bo Wu*, Liping Liu, Zhuan Wang, Yuxiang Weng* and Chunru Wang*. In Situ Switching of Photoinduced Electron Transfer Direction by Regulating the Redox State in Fullerene-Based Dyads. J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 4411-4418.

3. Liping Liu, Xiaolong Liu, Yongqiang Chai, Bo Wu* and Chunru Wang*. Surface modification of TiO₂ nanosheets with fullerene and zinc-phthalocyanine for enhanced photocatalytic reduction under solar-light irradiation. Sci. China Mater., 2020, 63, 2251-2260.

4. Bo Wu, Taishan Wang*, Yongqiang Feng, Zhuxia Zhang, Li Jiang and Chunru Wang*. Molecular magnetic switch for a metallofullerene. Nat. Commun., 2015, 6, 6468.

5. Bo Wu, Jiahua Hu, Peng Cui, Li Jiang, Zongwei Chen, Qun Zhang*, Chunru Wang* and Yi Luo*. Visible-Light Photoexcited Electron Dynamics of Scandium Endohedral Metallofullerenes: The Cage Symmetry and Substituent Effects. J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 8769-8774.

6. Bo Wu, Taishan Wang, Zhuxia Zhang, Li Jiang and Chunru Wang*. A temperature-responsive C₂wagging vibration in Sc₂C₂@C_s-C₈₂. Chem. Commun., 2018, 54, 775-777.

7. Bo Wu, Yongjian Li, Li Jiang, Chunru Wang and Taishan Wang*. Spin-Paramagnet Communication between Nitroxide Radical and Metallofullerene. J. Phys. Chem. C, 2016, 120, 6252-6255.

8. Bo Wu, Taishan Wang, Zhuxia Zhang, Yongqiang Feng, Lihua Gan, Li Jiang and Chunru Wang*. An effective retro-cycloaddition of M₃N@C₈₀ (M=Sc, Lu, Ho) metallofulleropyrrolidines. Chem. Commun., 2013, 49, 10489-10491.

9. Hui Xu, Bo Wu and Li-Hua Gan*. Molecular dynamics simulation of the coalescence behavior of small carbon clusters at high temperature. Chem. Phys., 2020, 539, 110931.

10. Cao Ai-Hua, Wu Bo and Gan Li-Hua*. Pc-carbon: A Possible Superhard Monoclinic Carbon Allotrope. Acta Chim. Sinica, 2019, 77, 455-460.

11. Xiaolong Liu, Yongqiang Chai, Bo Wu*, Liping Liu and Chunru Wang*. A novel empirical method for quickly estimating the charge-transfer state of fullerene-donor derivatives. Phys. Chem. Chem. Phys., 2019, 21, 24291-24295.

12. Yongqiang Feng, Jie Li, Zhuxia Zhang, Bo Wu, Yongjiang Li, Li Jiang Chunru Wang and Taishan Wang*. A highly soluble gadofullerene salt and its magnetic property. Dalton Trans., 2015, 44, 7781-7784.

五、授权专利：

1. 王春儒，吴波，刘丽萍，羧基化金属富勒烯修饰二氧化钛的复合材料、制法及应用，专利号：ZL 201711259276.1

2. 王春儒，吴波，金属富勒烯衍生物及其制法、顺磁特性的调控方法和应用，专利号：ZL 201710192030.0

3. 王春儒，吴波，苯胺类金属富勒烯衍生物、制法及激发态寿命的调控方法，专利号：ZL 201710450198.7

4. 王春儒，吴波，田建蕾，基于富勒烯或其衍生物采用荧光分子探针检测氧气的方法，专利号：ZL 201710419871.0

5. 王春儒，吴波，金属富勒烯衍生物及其制法和能量存储与转换的方法，专利号：ZL 201710192066.9

6. 王春儒，蒋礼，吴波, 舒春英，王太山，一种提高电弧放电法制备C₆₀/C₇₀富勒烯的产率的方法，专利号：ZL 201110131949.1

7. 王春儒，蒋礼，吴波, 舒春英，王太山，一种大富勒烯的制备方法及其专用阳极，专利号：ZL 201110138848.7

8. 王春儒，吴波，柴永强，刘丽萍，SnO₂修饰的微纳米结构富勒烯复合材料及其制备方法和应用，专利号：ZL 201810608073.7

9. 王春儒，吴波，刘丽萍，富勒烯羧基衍生物修饰的光催化剂/超疏水膜复合材料，专利号：ZL 201810168646.9

10. 王春儒，吴波，柴永强，金属富勒烯氮氧自由基衍生物及其制备方法和应用，专利号：ZL 201810305880.1

11. 王春儒，吴波，一种还原C₇₀氧化物的方法，专利号：ZL 201710762405.2

12. 王春儒，吴波，刘丽萍，富勒烯衍生物修饰的半导体复合材料在光催化降解甲醛中的应用，专利号：ZL 201910233677.2

13. 王春儒，吴波，刘丽萍，一种结构确定的水溶性富勒烯衍生物及其制备方法和应用，专利号：ZL 201910225997.3

六、基金项目：

1. 国家自然科学基金面上项目（富勒烯衍生物微纳米结构内建电场的构筑及光解水性能研究，52072374，59万元，2021.1-2024.12）主持

2. 国家自然科学基金面上项目（钪系金属富勒烯激发态寿命的调控及机理研究，51772300， 60万元，2018.1-2021.12）主持

3. 北京市自然科学基金面上项目（富勒烯修饰的超薄二氧化钛用于光催化降解水中污染物的研究，2182094，20万元，2018.1-2020.12）主持

4. 中国科学院化学研究所创新研究项目（富勒烯/TiO₂纳米复合材料高效降解甲醛的研究， 300万元，2019.04-2021.04）项目骨干

5. 国家自然科学基金重点项目（金属富勒烯的形成机理研究，51832008，305万元， 2019.1-2023.12）项目骨干

6. 国家重大科研仪器设备研制专项（基于原子自旋效应的超高灵敏磁场与惯性测量实验研究装置-化学所子课题，61227902，600万元，2013.01-2018.12）主要研究人员

七、荣誉获奖：

2018年成为中国科学院青年创新促进会第8批会员

2017年12月获得化学所青年科学奖优秀奖

2016年8月获得中国科学院院长优秀奖

2016年3月获得中国科学院化学所“所长优秀奖”

2016年6月获得化学所优秀共产党员

2016年1月获得分子纳米实验室“研究工作优秀奖”

2016年1月获得化学研究所分子纳米实验室“科技创新创业大赛”三等奖

2016年6月获得中国科学院大学“三好学生”和“优秀学生干部”称号

2016年1月获得第五届“纳米科学前沿论坛”优秀报告一等奖

2015年4月获得第四届“纳米科学前沿论坛” 优秀报告一等奖

2015年12月获得博士研究生国家奖学金

2015年12月获得化学所青年科学奖特别优秀奖

2015年6月获得中国科学院大学“三好学生”称号

2015年3月获得2014年度化学所泰丰科技奖学金二等奖

2014年5月获得2013年度化学所泰丰科技奖学金二等奖

2014年6月获得中国科学院大学“三好学生”称号

2013年3月获得2012年度化学所泰丰科技奖学金三等奖

2013年5月获得中国科学院大学“三好学生”称号

2013年9月获得第二届“纳米科学前沿论坛”优秀报告一等奖

2013年3月，2015年2月，2016年1月分别获得化学所2015年度“创先争优”优秀奖

2012年7月获得中国科学院研究生院“三好学生”和“优秀学生干部”称号

2012年2月获得石景山区优秀共青团员称号