导师风采
刘鹤
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  • 职称:研究员
  • 性别: 男
  • 所属所(中心):林化所
  • 所属专业: 生物质能源与材料
  • 邮箱 : liuhe_caf@163.com
  • 办公电话 : -15105165799

个人简介

Personal Profile

1981年生,松脂化学研究室主任,博士,研究员,博士生导师。主要从事林业生物基功能材料研制和产业化应用研究工作,主持重点研发课题、国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金等国家、省部级各类科研项目20余项。担任中国林学会青年工作委员会副秘书长、中国林学会林产化学化工分会第十届理事会理事、中国林学会生物质材料科学分会第四届理事会常务委员、《Materials Today Communications》、《Resources Chemicals and Materials》、《中华卫生杀虫药械》、《林业科学》、《林业工程学报》、《生物质化学工程》等多个期刊编委。在Nature Communications、ACS Nano、Advanced Energy Materials、Advanced Materials、Cell Reports Physical Science等国际学术期刊上发表论文100余篇,被引用3700余次,5篇论文入选ESI高被引论文,获授权国家发明专利28件。入选国家“万人计划”科技创新领军人才、国家“万人计划”青年拔尖人才、“百千万人才工程”省部级人选、国家林业草原局“林业和草原科技创新领军人才”、江西省“双千计划”人才、中国林业科学研究院“青年英才工程”青年领军人才和“中国林科院杰出青年”。


研究方向及内容

Research Directions

主要研究方向:

生物质能源与材料的基础及产业化应用研究


主要研究内容:

开展了松脂、纤维素、木质素等林业生物质资源高效分离纯化、催化重整、功能化改性等关键技术;创制生物基表面活性剂、生物基农用化学品、生物基电子化学品、生物基高性能航空燃料及生物基聚氨酯弹性体等高值产品,实现其在农业、电子、医用材料、航空航天、包装材料等领域的应用。



科研项目
项目列表

[1] 国家自然科学基金面上项目,“松香分子结构与动态键合作用耦合增效阻隔性能的机制研究”,项目经费:50万,起止年月:2025.01-2028.12。

[2] “十四五”国家重点研发计划课题,“松香松节油高效活化转化关键技术”,项目经费:400万,起止年月:2022.11-2026.10。

[3] 龙都化工新材料实验室重点项目,“生物基高速飞行器特种燃料关键技术开发及产业化应用”,项目经费:480 万,起止年月:2024.7-2027.6 

[4] 江苏省林业科技创新与推广项目,“纤维素先进功能材料研究长期科研基地”,项目经费:120万,起止年月:2021.08-2026.09。

[5] 中国林业科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金,局优秀创新人才,“松脂、油脂分子芳构化机制研究”,项目经费:50万,起止年月:2024.12-2027.11。

[6] 中国林业科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金,青年拔尖人才培训项目,“美国白蛾生物制剂递送的生物基载体设计与制备”,项目经费:35万,起止年月:2024.12-2027.11


科研成果

代表性文章:

[1]Zhang Xia, Dong Fuhao, Yu Mingming, Xu Xu, Liu He and Lu Haiqin. Multifunctional Waterborne Polyurethane-Cellulose Nanofiber Composite: Realizing Ultrarobust, Photoluminescence and Swift Self-healing via Multi-Dynamic Bonding. Chemical Engineering Journal, 2025, 507, 160302.

[2]Wang Siheng, Yu Zhengyang, Sun Xia, Panahi‐Sarmad Mahyar, Yang Pu, Zhu Penghui, Zhu Yeling, Liu He and Jiang Feng. A Universal Strategy to Mitigate Microphase Separation via Cellulose Nanocrystal Hydration in Fabricating Strong, Tough, and Fatigue-Resistant Hydrogels. Advanced Materials, 2024, 2416916.

[3]Zhang Lei, Chen Lu, Wang Siheng, Wang Shanshan, Wang Dan, Yu Le, Xu Xu, He Liu and Chen Chaoji. Cellulose nanofiber-mediated manifold dynamic synergy enabling adhesive and photo-detachable hydrogel for self-powered E-skin. Nature Communications, 2024 (15): 3859.

[4]Zhang Yuting, Lin Xiangyu, Wang Zhuomin, Zhang Lei, Wang Siheng, Huang Zhen, Liu He and Xu Xu. Multiple hydrogen bonds enable high strength and anti-swelling cellulose-based ionic conductive hydrogels for flexible sensors. Chemical Engineering Journal, 2024. (480): 148318.

[5]Wang Zhuomin, Wang Siheng, Zhang Lei, Liu He and Xu Xu. Highly Strong, Tough, and Cryogenically Adaptive Hydrogel Ionic Conductors via coordination interactions. Research 2024;7: 0298.

[6]Wang Siheng, Wang Zhuomin, Zhang Lei, Song Zhanqian, Liu He and Xu Xu. Sweat-adaptive adhesive hydrogel electronics enabled by dynamic hydrogen bond networks. Chemical Engineering Journal, 2024, 492:152290.

[7]Wang Siheng, Zhang Lei, Wang Zhuomin, Song Zhanqian, Liu He, Tian Ziqi and Xu Xu. Humidity-adaptive, mechanically robust, and recyclable bioplastic films amplified by nanoconfined assembly. Aggregate, 2024, e643.

[8]Wang Siheng, Yu Le, Jia Xiangzheng, Zhang Lei, Liu He, Gao Enlai and Chen Chaoji. Cellulose nanofibril-guided orienting response of supramolecular network enables superstretchable, robust, and antifatigue hydrogel. The Innovation Materials, 2024, 2, 100092.

[9]Sun Xingshen, Lin Xiangyu, Dong Fuhao, Shen Minggui, Liu He, Song Zhanqian and Jiang Jianxin. Advanced-design cross-linked binder enables high-performance silicon-based anodes through in-situ crosslinking based on sodium carboxymethyl cellulose and poly-lysine. International Journal of Biological Macromolecules, 274 (2024) 133050.

[10]Lin Xiangyu, Wen Yong, Wang Jie, Wang Shanshan, Sun Xingshen, Liu He and Xu Xu. Co-operation of hydrogen bonds and dynamic covalent bonds enables an energy-dissipative crosslinked binder for silicon-based anodes. Green Chemistry, 2024, 26 (4): 2078-2086.

[11]Wen Yong, Lin Xiangyu, Sun Xingshen, Wang Shanshan, Wang Jie, Liu He and Xu Xu. A biomass-rich, self-healable, and high-adhesive polymer binder for advanced lithium-sulfur batteries. Journal of Colloid and Interface Science, 2024, 660, 14, 647-656.

[12]Zhou Yiyang, Zhang Lei, Lin Xiangyu, Lu Jie, Huang Zhen, Sun Penghao, Zhang Yibing, Xu Xu, Li Qingtao and Liu He. Dual-network polyvinyl alcohol/polyacrylamide/xanthan gum ionic conductive hydrogels for flexible electronic devices. International Journal of Biological Macromolecules, 2023, 233 123573.

[13]Zhang Lei, Wang Siheng, Wang Zhuomin, Liu Zeyu, Xu Xu, Liu He, Wang Dan and Tian Ziqi. Temperature-Mediated Phase Separation Enables Strong yet Reversible Mechanical and Adhesive Hydrogels. ACS Nano, 2023, 17 (14): 13948-13960.

[14]Zhang Lei, Wang Siheng, Wang Zhuomin, Huang Zhen, Sun Penghao, Dong Fuhao, Liu He, Wang Dan and Xu Xu. A sweat-pH-enabled strongly adhesive hydrogel for self-powered e-skin applications. Materials Horizons, 2023, 10(6):2271-2280.

[15]Shang Hongyi, Yang Xinxin and Liu He. Temperature-responsive hydrogel prepared from carboxymethyl cellulose-stabilized N-vinylcaprolactam with potential for fertilizer delivery. Carbohydrate Polymers, 2023, 313 120875.

[16]Qian Yuehan, Dong Fuhao, Guo Lizhen, Lu Shanling, Xu Xu and Liu He. Self-Healing and Reprocessable Terpene Polysiloxane-Based Poly(thiourethane-urethane) Material with Reversible Thiourethane Bonds. Biomacromolecules, 2023, 24 (3): 1184-1193. 

[17]Lu Jie, Lin Xiangyu, Wang Siheng, Xu Xu, Zhou Yiyang, Zhang Yashu, Li Qingtao and Liu He. High ionic conductivity and toughness hydrogel electrolyte for high-performance flexible solid-state zinc-ion hybrid supercapacitors enabled by cellulose-bentonite coordination interactions. Green Chemistry, 2023, 25 (4): 1635-1646.

[18]Lin Xiangyu, Wen Yong, Wang Jie, Shang Hongyi, Liu He and Xu Xu. Boston ivy-inspired natural-rich binder with strong adhesion for advanced silicon-based anodes. Chemical Engineering Journal, 2023, 468 143784.

[19]Lin Xiangyu, Yu Le, Wen Yong, Qi Luhe, Wang Shanshan, Liu He, Xu Xu and Chen Chaoji. Tunicate-inspired versatile binder for silicon/graphite anodes enabled by co-operation of p–p stacking and hydrogen bonding interactions. Cell Reports Physical Science,2023, 4 (12): 101730.

[20]Dong Fuhao, Yang Xinxin, Guo Lizhen, Qian Yuehan, Sun Penghao, Huang Zhen, Xu Xu and Liu He. A tough, healable, and recyclable conductive polyurethane/carbon nanotube composite. Journal of Colloid and Interface Science, 2023, 631 239-248.

[21]Wang Siheng, Yu Le, Wang Shanshan, Zhang Lei, Chen Lu, Xu Xu, Song Zhanqian, Liu He and Chen Chaoji. Strong, tough, ionic conductive, and freezing-tolerant all-natural hydrogel enabled by cellulose-bentonite coordination interactions. Nature Communications, 2022, 13 (1): 3408.

[22]Wang Shibo, Sun Penghao, Xu Xu, Liu He, Wang Dan and Huang Xujuan. Rosin-Based Si/P-Containing Flame Retardant Toward Enhanced Fire Safety Polyurethane Foam. Advanced Engineering Materials, 2022, 24 (4): 2101044.

[23]Sun Penghao, Wang Yuqi, Huang Zhen, Yang Xinxin, Dong Fuhao, Xu Xu and Liu He. Limonene-thioctic acid-ionic liquid polymer: A self-healing and antibacterial material for movement detection sensor. Industrial Crops and Products, 2022, 189 115802.

[24]Sun Penghao, Wang Siheng, Huang Zhen, Zhang Lei, Dong Fuhao, Xu Xu and Liu He. Water-resistant, strong, degradable and recyclable rosin-grafted cellulose composite paper. Green Chemistry, 2022, 24 (19): 7519-7530.

[25]Dong Fuhao, Yang Xinxin, Guo Lizhen, Wang Yuqi, Shaghaleh Hiba, Huang Zhen, Xu Xu, Wang Shifa and Liu He. Self-healing polyurethane with high strength and toughness based on a dynamic chemical strategy. Journal of Materials Chemistry A, 2022, 10 (18): 10139-10149.

[26]Chen Lu, Wang Siheng, Wang Shanshan, Chen Chang, Qi Luhe, Yu Le, Lu Ziyang, Huang Jing, Chen Junqing, Wang Zhen, Shi Xiao-Wen, Song Zhanqian, Liu He and Chen Chaoji. Scalable Production of Biodegradable, Recyclable, Sustainable Cellulose–Mineral Foams via Coordination Interaction Assisted Ambient Drying. ACS Nano, 2022, 16 (10): 16414-16425.

[27]Chen Chaoqi, Li Zhaoshuang, Li Xiangzhou, Kuang Chuntao, Liu Xiubo, Song Zhanqian, Liu He and Shan Yu. Dual-functional antimicrobial coating based on the combination of zwitterionic and quaternary ammonium cation from rosin acid. Composites Part B: Engineering, 2022, 232 109623.

[28]Yang Xinxin, Wang Shibo, Liu Xiuxiu, Huang Zhen, Huang Xujuan, Xu Xu, Liu He, Wang Dan and Shang Shibin. Preparation of non-isocyanate polyurethanes from epoxy soybean oil: dual dynamic networks to realize self-healing and reprocessing under mild conditions. Green Chemistry, 2021, 23 (17): 6349-6355.

[29]Yang Xinxin, Ren Chunyu, Liu Xiuxiu, Sun Penghao, Xu Xu, Liu He, Shen Minggui, Shang Shibin and Song Zhanqian. Recyclable non-isocyanate polyurethanes containing a dynamic covalent network derived from epoxy soybean oil and CO2. Materials Chemistry Frontiers, 2021, 5 (16): 6160-6170.

[30]Yang Xinxin, Jiang Zhaoyu, Liu He, Zhang Haibo, Xu Xu, Shang Shibin and Song Zhanqian. Performance improvement of rosin-based room temperature vulcanized silicone rubber using nanofiller fumed silica. Polymer Degradation and Stability, 2021, 183 109422.

[31]Wang Yuqi, Shaghaleh Hiba, Hamoud Youself Alhaj, Zhang Shuangsheng, Li Pengfei, Xu Xu and Liu He. Synthesis of a pH-responsive nano-cellulose/sodium alginate/MOFs hydrogel and its application in the regulation of water and N-fertilizer. International Journal of Biological Macromolecules, 2021, 187 262-271.

[32]Wang Shibo, Wang Siheng, Shen Minggui, Xu Xu, Liu He, Wang Dan, Wang Hongxiao and Shang Shibin. Biobased Phosphorus Siloxane-Containing Polyurethane Foam with Flame-Retardant and Smoke-Suppressant Performances. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2021, 9 (25): 8623-8634.

[33]Shaghaleh Hiba, Hamoud Yousef Alhaj, Xu Xu, Liu He, Wang Shifa, Sheteiwy Mohamed, Dong Fuhao, Guo Lizhen, Qian Yuehan, Li Pengfei and Zhang Shuangsheng. Thermo-/pH-responsive preservative delivery based on TEMPO cellulose nanofiber/cationic copolymer hydrogel film in fruit packaging. International Journal of Biological Macromolecules, 2021, 183 1911-1924.

[34]Qian Yuehan, Dong Fuhao, Guo Lizhen, Xu Xu and Liu He. Two-component waterborne polyurethane modified with terpene derivative-based polysiloxane for coatings via a thiol-ene click reaction. Industrial Crops and Products, 2021, 171 113903.

[35]Qian Yuehan, Dong Fuhao, Guo Lizhen, Xu Xu and Liu He. Terpene derivative-containing silicone two-component waterborne polyurethane for coatings. Progress in Organic Coatings, 2021, 153 106137.

[36]Liu Xiuxiu, Yang Xinxin, Wang Siheng, Wang Shibo, Wang Zhiping, Liu Shiwei, Xu Xu, Liu He and Song Zhanqian. Fully Bio-Based Polyhydroxyurethanes with a Dynamic Network from a Terpene Derivative and Cyclic Carbonate Functional Soybean Oil. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2021, 9 (11): 4175-4184.

[37]Lin Xiangyu, Guo Lizhen, Shaghaleh Hiba, Hamoud Yousef Alhaj, Xu Xu and Liu He. A TEMPO-oxidized cellulose nanofibers/MOFs hydrogel with temperature and pH responsiveness for fertilizers slow-release. International Journal of Biological Macromolecules, 2021, 191 483-491.

[38]Guo Lizhen, Wang Yuqi, Wang Meng, Shaghaleh Hiba, Hamoud Yousef Alhaj, Xu Xu and Liu He. Synthesis of bio-based MIL-100(Fe)@CNF-SA composite hydrogel and its application in slow-release N-fertilizer. Journal of Cleaner Production, 2021, 324 129274.

[39]Dong Fuhao, Wang Yuqi, Wang Shibo, Shaghaleh Hiba, Sun Penghao, Huang Xujuan, Xu Xu, Wang Shifa and Liu He. Flame-retarded polyurethane foam conferred by a bio-based nitrogen‑phosphorus-containing flame retardant. Reactive and Functional Polymers, 2021, 168 105057.

[40]Dong Fuhao, Qian Yuehan, Xu Xu, Shaghaleh Hiba, Guo Lizhen, Liu He and Wang Shifa. Preparation and characterization of UV-curable waterborne polyurethane using isobornyl acrylate modified via copolymerization. Polymer Degradation and Stability, 2021, 184 109474.

获奖:


著作:


专利:

[1] 刘鹤;杨欣欣;刘秀秀;商士斌;宋湛谦;一种温和条件下实现回收再加工的非异氰酸酯聚氨酯及其制备方法,授权日期2022-11-22,ZL202110815188.5。

[2] 刘鹤;王诗博;杨欣欣;王思恒;商士斌;宋湛谦;一种松香基有机硅交联剂、其制备方法及其应用,授权日期2023-04-18,ZL202011378614.5。

[3] 刘鹤;杨欣欣;张博文;商士斌;宋湛谦;一种可降解防水高强度可循环再加工的纸塑料的制备方法及其循环回用方法,授权日期2023-07-07,ZL202211013187.X。

[4] 刘鹤;杨欣欣;李京京;商士斌;宋湛谦;一种高强度可自愈合的有机硅弹性体的制备方法、其应用及其再生方法,授权日期2023-10-24,ZL202211036810.3。

[5] 刘鹤;赵豪豪;林详宇;孙鹏昊;郭丽珍;董阜豪;王宏晓;沈明贵;八种靶向松材线虫V-ATPase基因的dsRNA及应用,授权日期2024-11-22,ZL202410641329.X。


其它:





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