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專家信息：

張帥龍，北京理工大學教授、博士生導師，國家海外高層次青年人才（十六批青年QR人計劃），主要從事生物微納操作系統(tǒng)、光電鑷技術、數(shù)字微流控技術、生物檢測研究。2015年在英國斯特斯克萊德大學獲博士學位, 導師為英國皇家科學院院士Martin Dawson教授和Erdan Gu教授；2015-2016年在英國格拉斯哥大學從事博士后研究，合作導師為英國皇家工程院院士Jonathan Cooper教授和Steven Neale教授。2017-2021在加拿大多倫多大學從事博士后研究，合作導師為加拿大Tier 1首席科學家Aaron Wheeler教授（Lab on a Chip雜志主編）和加拿大工程院院士、中國工程院外籍院士Yu Sun教授（孫鈺教授）。于2020年獲批中組部“2019年度國家外高層次人才計劃青年項目”（十六批青年QR人計劃）并加入北京理工大學。
研究方向

教育經(jīng)歷：

2010. 10 — 2015. 07英國斯特斯克萊德大學，光子研究所，物理學博士（導師：Erdan Gu教授；Martin M. Dawson院士、教授)

2006. 09 — 2010.07 北京理工大學，信息學院，工學學士 (導師：張笈教授 )

工作經(jīng)歷：

2021.07 — 至今北京理工大學，機電學院，教授、博導

2017. 01 — 2021.07 加拿大多倫多大學，化學學院，生物工程學院，博士后（合作導師： Aaron R. Wheeler教授、Yu Sun院士、教授）

2015. 02 — 2016. 06 英國格拉斯哥大學，工程學院，博士后（合作導師： Steven L. Neale教授、Jonathan M. Cooper院士、教授）

社會兼職：

1、Frontiers in Robotics and AI機器人領域國際期刊副主編 (影響因子：4.4)。

2、Micromachines微系統(tǒng)領域國際期刊客座編輯 (影響因子：3.5)。

3、Cyborg and Bionic Systems仿生系統(tǒng)領域國際期刊青年編委。

4、MicroTas國際會議程序委員會委員。

5、Nature Communications, Lab on a Chip, Optics Letters, Applied Physics Letters等十個期刊審稿人。

6、電子與電氣工程師學會(IEEE)會員。

7、OPTICA會員。

8、中國微納米學會會員。

9、中國儀器儀表學會會員。

10、中國電子學會會員。

科學研究：

研究方向：

微納機器人、光操控技術、生物芯片、生物微納操作系統(tǒng)。

承擔科研項目情況：

作為項目負責人和主要參與者，主持國家海外高層次人才項目、國家自然科學基金青年項目，參與加拿大自然科學和研究協(xié)會（NSERC）以及英國工程和物理研究學會（EPSRC）資助的多個科研項目。

研究成果：

長期從事微納機器人、光操控技術、生物芯片技術研究。迄今為止，共發(fā)表SCI期刊論文30多篇，包括Nature Communications、PNAS、Science Advances、Chemical Society Reviews、Small等國際知名期刊；參與專著《LED可見光通信關鍵器件與應用》和《Field-Driven Micro and Nanorobots for Biology and Medicine》的撰寫；共發(fā)表國際會議論文35篇，在Photonics West、MicroTas、Biophotonics Congress等知名國際會議做邀請報告和口頭報告12次。

發(fā)明專利：

[1]張帥龍 ；李恭；李鳳剛；楊帆；胡漢奇；趙遜昊；杜詩琪. 一種新型數(shù)字微流控芯片及其制備方法，中國，202210823817.3，（實審中）

[2]Shuailong Zhang, Aaron R. Wheeler. Patterned Optoelectronic Tweezers. 美國, US 10953408B2.

[3]張帥龍,覃珊,李鳳剛,高偉博,李恭. 一種基于微液滴操控技術的自動化細胞分選系統(tǒng)及其方法[P]. CN114778422A,2022-07-22.

[4]張帥龍,徐冰睿. 光誘導介電泳技術在制備自由泳細胞或生物的生物響應系統(tǒng)中的應用[P]. CN114214313A,2022-03-22.

[5]張帥龍,李恭,高偉博,李鳳剛,覃珊. 一種DMF介電層覆膜方法、系統(tǒng)及數(shù)字微流控芯片[P]. CN114146739A,2022-03-08.

[6]張帥龍,李鳳剛,張權,李恭,高偉博,覃珊. 一種末端抓手可隱藏的連續(xù)體抓取機器人及其控制方法[P]. CN114043512A,2022-02-15.

論文專著：

出版專著：

1. Shuailong Zhang, F. Nan, S. L. Neale (2022) Light-Driven Microrobots: Mechanisms and Applications. In: Field-Driven Micro and Nanorobots for Biology and Medicine. Springer, Cham. Light-Driven Microrobots: Mechanisms and Applications | SpringerLink

2. 《LED可見光通信關鍵器件與應用》，ISBN 978-7-115-38697-7，人民郵電出版社，中國工信出版集團，遲楠（復旦大學）著，2015年出版，張帥龍撰寫第三章內(nèi)容

發(fā)表期刊論文：

1. Shuailong Zhang*, Mohamed Elsayed, Ran Peng, Yujie Chen, Yanfeng Zhang, Steven L. Neale, and Aaron R. Wheeler*. Influence of light pattern thickness on the manipulation of dielectric microparticles by optoelectronic tweezers. Photonics Research 2022, 10(2), 550–556.

2. Laurent Mennillo, Christopher Bendkowski, Mohamed Elsayed, Harrison Edwards, Shuailong Zhang, Vijay Pawar, Aaron R. Wheeler, Danail Stoyanov, and Michael Shaw*. Adaptive Autonomous Navigation of Multiple Optoelectronic Microrobots in Dynamic Environments. IEEE Robotics and Automation Letters 2022, 7(4), 11102–11109.

3. Shuailong Zhang, Mohamed Elsayed, Ran Peng, Yujie Chen, Yanfeng Zhang, Jiaxi Peng, Weizhen Li, M. Dean Chamberlain, Adele Nikitina, Siyuan Yu, Xinyu Liu, Steven L. Neale, and Aaron R. Wheeler*. Reconfigurable multi-component micromachines driven by optoelectronic tweezers. Nature Communications 2021, 12(1), 5349.（新聞鏈接：Wheeler Group introduces light-driven micromachines powered by optoelectronic tweezers | Department of Chemistry (utoronto.ca) (新聞鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/D0E9mdJPBdJfvGYVqe8Sdw) （中科院1區(qū)；影響因子：17.7）

4. Shuailong Zhang, Weizhen Li, Mohamed Elsayed, Jiaxi Peng, Yujie Chen, Yanfeng Zhang, Yibo Zhang, Moein Shayegannia, Wenkun Dou, Tiancong Wang, Yu Sun, Nazir P. Kherani, Steven L. Neale, and Aaron R. Wheeler*. Integrated Assembly and Photopreservation of Topographical Micropatterns. Small 2021, 17(37), 2103702.（封面論文）(新聞鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/A8CCKxpl7uuqyvFVb4arGA) 中科院1區(qū)；影響因子：15.1）

5. Shuzhang Liang, Chunyuan Gan, Yuguo Dai, Chaonan Zhang, Xue Bai, Shuailong Zhang, Aaron R. Wheeler, Huawei Chen, and Lin Feng*. Interaction between positive and negative dielectric microparticles/microorganism in optoelectronic tweezers. Lab on a Chip 2021, 21(22), 4379–4389. （封面論文）

6. Ran Peng, Yueyue Pan, Biwu Liu, Zhi Li, Peng Pan, Shuailong Zhang, Zhen Qin, Aaron R. Wheeler, Xiaowu Tang, and Xinyu Liu*. Understanding Carbon Nanotube-Based Ionic Diodes: Design and Mechanism. Small 2021, 17(31), 2100383.（封面論文）

7. Pengfei Xu, Yanfeng Zhang, Shuailong Zhang, Yujie Chen, and Siyuan Yu. Scaling and cascading compact metamaterial photonic waveguide filter blocks. Optics Letters 2020, 45(14), 4072–4075.

8. Ran Peng, Yueyue Pan, Zhi Li, Shuailong Zhang, Aaron R. Wheeler, Xiaowu Tang, and Xinyu Liu. Ionotronics Based on Horizontally Aligned Carbon Nanotubes. Advanced Functional Materials 2020, 30(38), 2003177.

9. Bingyu B. Li, Erica Y. Scott, M. Dean Chamberlain, Bill T. V. Duong, Shuailong Zhang, Susan J. Done, and Aaron R. Wheeler. Cell invasion in digital microfluidic microgel systems. Science Advances 2020, 6(29), eaba9589.

10. Shuailong Zhang, Erica Y. Scott, Jastaranpreet Singh, Yujie Chen, Yanfeng Zhang, Mohamed Elsayed, M. Dean Chamberlain, Nika Shakiba, Kelsey Adams, Siyuan Yu, Cindi M. Morshead, Peter W. Zandstra, and Aaron R. Wheeler*. The optoelectronic microrobot: A versatile toolbox for micromanipulation. Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS) 2019, 116(30), 14823–14828.（新聞鏈接：C&E News, ScienceDaily, TechXplore, UofT news）（中科院1區(qū)；影響因子：12.7）

11. Shuailong Zhang, Yifan Zhai, Ran Peng, Moein Shayegannia, Andrew G. Flood, Juntian Qu, Xinyu Liu, Nazir P. Kherani, and Aaron R. Wheeler*. Assembly of Topographical Micropatterns with Optoelectronic Tweezers. Advanced Optical Materials 2019, 7(20), 1900669. （中科院1區(qū)；影響因子：10.0）

12. Shuailong Zhang*, Weizhen Li, Mohamed Elsayed, Pengfei Tian, Alasdair W. Clark, Aaron R. Wheeler, and Steven L. Neale*. Size-scaling effects for microparticles and cells manipulated by optoelectronic tweezers. Optics Letters 2019, 44(17), 4171–4174.

13. Xiaoyan Liu, Runze Lin, Honglan Chen, Shuailong Zhang, Zeyuan Qian, Gufan Zhou, Xinwei Chen, Xiaojie Zhou, Lirong Zheng, Ran Liu, and Pengfei Tian*. High-Bandwidth InGaN Self-Powered Detector Arrays toward MIMO Visible Light Communication Based on Micro-LED Arrays. ACS Photonics 2019, 6(12), 3186–3195.

14. Andi Zhang, Yujie Chen*, Zeru Wu, Shuailong Zhang, Zhaoxiang Zhu, Lin He, Lin Liu, Yanfeng Zhang, and Siyuan Yu. Enhanced amplified spontaneous emission from conjugated light-emitting polymer integrated with silicon nitride grating structures. OSA continuum 2019, 2(10), 2875–2882.

15. Pengfei Tian, Honglan Chen, Peiyao Wang, Xiaoyan Liu, Xinwei Chen, Gufan Zhou, Shuailong Zhang, Jie Lu, Pengjiang Qiu, Zeyuan Qian, Xiaolin Zhou, Zhilai Fang, Lirong Zheng, Ran Liu, and Xugao Cui. Absorption and scattering effects of Maalox, chlorophyll, and sea salt on a micro-LED-based underwater wireless optical communication. Chinese Optics Letters 2019, 17(10), 100010.

16. Pengfei Xu, Yanfeng Zhang*, Shuailong Zhang, Yujie Chen, and Siyuan Yu. SiNx-Si interlayer coupler using a gradient index metamaterial. Optics Letters 2019, 44(5), 1230–1233.

17. Shuailong Zhang, Nika Shakiba, Yujie Chen, Yanfeng Zhang, Pengfei Tian, Jastaranpreet Singh, M. Dean Chamberlain, Monika Satkauskas, Andrew G. Flood, Nazir P. Kherani, Siyuan Yu, Peter W. Zandstra, and Aaron R. Wheeler*. Patterned Optoelectronic Tweezers: A New Scheme for Selecting, Moving, and Storing Dielectric Particles and Cells. Small 2018, 14(45), 1803342. （中科院1區(qū)；影響因子：15.1）

18. Shuailong Zhang*, Adele Nikitina, Yujie Chen, Yanfeng Zhang, Lin Liu, Andrew G. Flood, Joan Juvert, M. Dean Chamberlain, Nazir P. Kherani, Steven L. Neale*, and Aaron R. Wheeler*. Escape from an optoelectronic tweezer trap: experimental results and simulations. Optics Express 2018, 26(5), 5300–5309.

19. Xiaoyan Liu, Suyu Yi, Xiaolin Zhou, Shuailong Zhang, Zhilai Fang, Zhi-Jun Qiu, Laigui Hu, Chunxiao Cong, Lirong Zheng, Ran Liu, and Pengfei Tian*. Laser-based white-light source for high-speed underwater wireless optical communication and high-efficiency underwater solid-state lighting. Optics Express 2018, 26(15), 19259–19274.

20. Pengfei Tian*, Zhengyuan Wu, Xiaoyan Liu, Zhilai Fang, Shuailong Zhang, Xiaolin Zhou, Kefu Liu, Ming-Gang Liu, Shu-Jhih Chen, Chia-Yu Lee, Chunxiao Cong, Laigui Hu, Zhi-Jun Qiu, Lirong Zheng, and Ran Liu. Large-signal modulation characteristics of a GaN-based micro-LED for Gbps visible-light communication. Applied Physics Express 2018, 11(4), 044101.

21. Shuailong Zhang*, Yongpeng Liu, Yang Qian, Weizhen Li, Joan Juvert, Pengfei Tian, Jean-Claude Navarro, Alasdair W. Clark, Erdan Gu, Martin D. Dawson, Jonathan M. Cooper, and Steven L. Neale*. Manufacturing with light - micro-assembly of opto-electronic microstructures. Optics Express 2017, 25(23), 28838–28850. (Top Downloads from November 2017; 新聞鏈接：highlighted in Optical Society of America, News Release)

22. Pengfei Tian*, Xiaoyan Liu, Suyu Yi, Yuxin Huang, Shuailong Zhang, Xiaolin Zhou, Laigui Hu, Lirong Zheng, and Ran Liu. High-speed underwater optical wireless communication using a blue GaN-based micro-LED. Optics Express 2017, 25(2), 1193–1201.

23. Q. Q. Jiao, Z. Z. Chen*, Y. L. Feng, Shuailong Zhang, S. F. Li, S. X. Jiang, J. Z. Li, Y. F. Chen, T. J. Yu, X. N. Kang, E. Gu, B. Shen, and G. Y. Zhang. Modification of far-field radiation pattern by shaping InGaN/GaN nanorods. Applied Physics Letters 2017, 110(5), 052103.

24. Shuailong Zhang*, Yongpeng Liu, Joan Juvert, Pengfei Tian, Jean-Claude Navarro, Jonathan M. Cooper, and Steven L. Neale. Use of optoelectronic tweezers in manufacturing-accurate solder bead positioning. Applied Physics Letters 2016, 109(22), 221110.

25. Shuailong Zhang*, Joan Juvert, Jonathan M. Cooper, and Steven L. Neale*. Manipulating and assembling metallic beads with Optoelectronic Tweezers. Scientific Reports 2016, 6, 1–10.

26. Joan Juvert, Shuailong Zhang, Iain Eddie, Colin J. Mitchell, Graham T. Reed, James S. Wilkinson, Anthony Kelly, and Steven L. Neale*. Micromanipulation of InP lasers with optoelectronic tweezers for integration on a photonic platform. Optics Express 2016, 24(16), 18163–18175.

27. Shuailong Zhang,# Enyuan Xie,# Tongxing Yan,# Wei Yang, Johannes Herrnsdof, Zheng Gong, Ian M. Watson, Erdan Gu*, Martin D. Dawson, and Xiaodong Hu. Hole transport assisted by the piezoelectric field in In0.4Ga0.6N/GaN quantum wells under electrical injection. Journal of Applied Physics 2015, 118(12), 125709.

28. Johannes Herrnsdorf*, Jonathan J. D. McKendry, Shuailong Zhang, Enyuan Xie, Ricardo Ferreira, David Massoubre, Ahmad Mahmood Zuhdi, Robert K. Henderson, Ian Underwood, Scott Watson, Anthony E. Kelly, Erdan Gu, and Martin D. Dawson. Active-Matrix GaN Micro Light-Emitting Diode Display With Unprecedented Brightness. IEEE Transactions on Electron Devices 2015, 62(6), 1918–1925.

29. Wei Yang,# Shuailong Zhang,# Jonathan J. D. McKendry, Johannes Herrnsdorf, Pengfei Tian, Zheng Gong, Qingbin Ji, Ian M. Watson, Erdan Gu*, Martin D. Dawson, Liefeng Feng, Cunda Wang, and Xiaodong Hu. Size-dependent capacitance study on InGaN-based micro-light-emitting diodes. Journal of Applied Physics 2014, 116(4), 044512.

30. Pengfei Tian, Jonathan J. D. McKendry, Zheng Gong, Shuailong Zhang, Scott Watson, Dandan Zhu, Ian M. Watson, Erdan Gu*, Anthony E. Kelly, Colin J. Humphreys, and Martin D. Dawson. Characteristics and applications of micro-pixelated GaN-based light emitting diodes on Si substrates. Journal of Applied Physics 2014, 115(3), 033112.

31. Shuailong Zhang, Scott Watson, Jonathan J. D. McKendry, David Massoubre, Andrew Cogman, Erdan Gu*, Robert K. Henderson, Anthony E. Kelly, and Martin D. Dawson. 1.5 Gbit/s Multi-Channel Visible Light Communications Using CMOS-Controlled GaN-Based LEDs. Journal of Lightwave Technology 2013, 31(8), 1211–1216.（封面論文）

32. Shuailong Zhang,# Zheng Gong#, Jonathan J. D. McKendry, Scott Watson, Andrew Cogman, Enyuan Xie, Pengfei Tian, Erdan Gu*, Zhizhong Chen, Guoyi Zhang, Anthony E. Kelly, Robert K. Henderson, and Martin D. Dawson. CMOS-Controlled Color-Tunable Smart Display. IEEE Photonics Journal 2012, 4(5), 1639–1646.

33. Jonathan J. D. McKendry*, David Massoubre, Shuailong Zhang, Bruce R. Rae, Richard P. Green, Erdan Gu, Robert K. Henderson, A. E. Kelly, and Martin D. Dawson. Visible-Light Communications Using a CMOS-Controlled Micro-Light-Emitting-Diode Array. Journal of Lightwave Technology 2012, 30(1), 61–67.

34. Johannes Herrnsdorf*, Benoit Guilhabert, Jonathan McKendry, Zheng Gong, David Massoubre, Yujie Chen, Shuailong Zhang, Alexander L. Kanibolotsky, Allan R. Mackintosh, Peter J. Skabara, Anthony E. Kelly, Erdan Gu, Nicolas Laurand, and Martin D. Dawson. Hybrid GaN/organic polymer photonic crystal LED. Applied Physics Letters 2011, 101(14), 141122.

會議論文及報告：

1. 張帥龍. 光操控微納機器人及其細胞操作應用；2022年Microsystems & Nanoengineering 青年科學家論壇；煙臺 2022；口頭報告

2. 張帥龍. 光電鑷驅(qū)動的微納機器人技術及其微流體應用；中國微納米技術學會第五屆微流控技術應用創(chuàng)新論壇，廣州 2022 ；口頭報告；

3. Shuailong Zhang. Optoelectronic microrobots for cell manipulation and medicine. Microrobotics and single cell micromanipulation for medicine （online symposium organized by University of Toronto, Apr 2021). 邀請報告

4. Shuailong Zhang. Light-driven microrobots and micromachines based on optoelectronic tweezers. International Collaboration Academic Series 2021: Explore the Charm of Micro- and Nanotechnology (organized by Shenzhen Institute of Artificial Intelligence and Robotics for Society, Nov 2021). 邀請報告

5. Mohamed Elsayed, Shuailong Zhang, Aaron R. Wheeler. Micromachines driven by optoelectronic tweezers. 25th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (µTAS 2021) (Palm Springs, California, USA, October 2021). Detailed paper (0470) in conference proceedings. 口頭報告

6. Shuailong Zhang, Aaron R. Wheeler. Light-driven micromachine for cell micromanipulation and analysis. SPIE Frontiers in Biophotonics and Imaging (Glasgow, UK, Sept 2021). Detailed paper (11879-19) in conference proceedings. 邀請報告

7. Christopher Bendkowski, Laurent Mennillo, Tao Xu, Mohamed Elsayed, Filip Stojic, Harrison Edwards, Shuailong Zhang, Cindi Morshead, Vijay Pawar, Aaron R. Wheeler, Danail Stoyanov, and Michael Shaw. Autonomous object harvesting using synchronized optoelectronic microrobots. 2021 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) (Prague, Czech Republic, Sept 2021).

8. Shuailong Zhang, Aaron R. Wheeler. Light-driven microrobotics and their applications for single-cell manipulation. SPIE Optics + Photonics 2020 Digital Forum. Detailed paper (11463-30) in conference proceedings. 邀請報告

9. Yujie Chen, Wei Lin, Yuanhui Wen, Baiming Wang, Shuailong Zhang, Yanfeng Zhang, Siyuan Yu. Image Signal Transmission Passing Over a Barrier enabled by Optical Accelerating Beams. Imaging and Applied Optics Congress, OSA Technical Digest (Washington DC, USA, 2020). Detailed paper (JF1E.5) in conference proceedings. 口頭報告

10. Shuailong Zhang, Erica Scott, Nika Shakiba, Peter W. Zandstra, Aaron R. Wheeler. Light-driven micro-robot for micro-particle an cell manipulation. The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2019) (Basel, Switzerland, Oct, 2019). Detailed paper (0052) in conference proceedings. 口頭報告

11. Shuailong Zhang, Aaron R. Wheeler. Optoelectronic tweezers with patterned photoconductive layer for selecting, moving, and storing particles and cells. 2019 OSA Biophotonics Congress: Biomedical Optics (Tucson, Arizona, USA, April, 2019). Detailed paper (3129304) in conference proceedings. 口頭報告

12. Shuailong Zhang, Aaron R. Wheeler. Optical micro-robot on the move. 5th “University of Toronto Most Understandable Scientist” competition (Toronto, Ontario, Canada, Nov, 2018). 口頭報告

13. Shuailong Zhang, Aaron R. Wheeler. Hopping mechanism of particles and cells escaping from optoelectronic tweezers traps. 2018 SPIE Optical Trapping and Optical Micromanipulation XV (San Diego, California, USA, August, 2018). Detailed paper (Vol. 10723, p. 107231X) in conference proceedings. 口頭報告

14. Shuailong Zhang, Aaron R. Wheeler. Light-driven micro-robot for cell manipulation. 2018 Joint Ontario-on-a-Chip and TOeP Symposium (Toronto, Ontario, Canada, May, 2018). 口頭報告

15. Shuailong Zhang, Jonathan M. Cooper, Steven L. Neale. Assembling silver nanowires using optoelectronic tweezers. 2016 SPIE Photonics West (San Francisco, California, USA, February 2016). Detailed paper (Vol. 9759, pp. 97590S1-97590S7) in conference proceedings. 口頭報告

16. Shuailong Zhang, Joan Juvert, Jonathan M. Cooper, Steven L. Neale. Manipulating and assembling metallic beads using optoelectronic tweezer. Seventh Annual SU2P Symposium (Edinburgh, UK, April 2016). 口頭報告和展板

17. Shuailong Zhang, Amy Crum, Steven L. Neale. Assembling Micron/Nanoscale Electronic Components using Optoelectronic Tweezers. Sixth Annual SU2P Symposium (St Andrews, UK, March 2015). 口頭報告和展板

18. Pengfei Tian, Jonathan J. D. McKendry, Zheng Gong, Shuailong Zhang, Scott Watson, Dandan Zhu, Ian M. Watson, Erdan Gu, Anthony E. Kelly, Colin J. Humphreys, Martin D. Dawson. Characteristics and applications of InGaN micro-light emitting diodes on Si substrates. 2013 IEEE Photonics Conference (Seattle, Washington, USA, September 2013). Detailed paper (ME3.6) in conference proceedings, page: 97-98. 口頭報告

19. Pengfei Tian, Jonathan J. D. McKendry, Zheng Gong, Shuailong Zhang, Scott Watson, Dandan Zhu, Ian M. Watson, Erdan Gu, Anthony E. Kelly, Colin J. Humphreys, Martin D. Dawson. Micro-pixelated InGaN/GaN light emitting diodes on Si substrates. 10th International Conference on Nitride Semiconductors (Washington, D.C., U.S.A, August 2013). 口頭報告

20. Jonathan J. D. McKendry, L. Geng, Shuailong Zhang, Scott Watson, David Massoubre, M. Haji, Erdan Gu, Anthony E. Kelly, R. V. Penty, I. H. White, Martin D. Dawson, “Gigabit data transmission over 10m polymer optical fiber using a blue-emitting micro-light-emitting diode. UK Nitrides Consortium 2013 Annual Conference (Cardiff, UK, January 2013). 口頭報告

21. Scott Watson, Jonathan J. D. McKendry, Shuailong Zhang, David Massoubre, Bruce R. Rae, Richard P. Green, Erdan Gu, Robert K. Henderson, Anthony E. Kelly, and Martin D. Dawson. High speed GaN micro-light-emitting diode arrays for data communications. SPIE conference (Edinburgh, UK, October 2012). Detailed paper in conference proceedings, vol. 8540. 口頭報告

22. Shuailong Zhang, Jonathan J. D. McKendry, Zheng Gong, Bruce R. Rae, Scott Watson, Enyuan Xie, Pengfei Tian, Elliot Richardson, Erdan Gu, Zhizhong Chen, Guoyi Zhang, Anthony E. Kelly, Robert K. Henderson, Martin D. Dawson. Directly color-tunable smart display based on a CMOS-controlled micro-LED array. 2012 IEEE Photonics Conference (San Francisco, California, USA, September 2012). Detailed paper (WC5) in conference proceedings, page: 435-436. 口頭報告

23. Shuailong Zhang, Scott Watson, Jonathan J. D. McKendry, David Massoubre, Andrew Cogman, Erdan Gu, Robert K. Henderson, Anthony E. Kelly, Martin D. Dawson. High-bandwidth parallel data transmission using GaN/CMOS micro-LED arrays. 2012 IEEE Photonics Conference (San Francisco, California, USA, September 2012). Detailed paper (ME5) in conference proceedings, page: 38-39. 口頭報告

24. Jonathan J. D. McKendry, Shuailong Zhang, Scott Watson, Johannes Herrnsdorf, David Massoubre, Andrew Cogman, Benoit Guilhabert, Nicolas Laurand, Erdan Gu, Robert K. Henderson, Anthony E. Kelly, Martin D. Dawson. Micro-pixellated light-emitting diode arrays: novel sources for data transmission over POF. 21st International Conference on Plastic Optical Fibres (Georgia, Atlanta, USA, September 2012). 邀請報告

25. Shuailong Zhang, Zheng Gong, Jonathan J. D. McKendry, Bruce R. Rae, Scott Watson, Erdan Gu, Zhizhong Chen, Guoyi Zhang, Anthony E. Kelly, Robert K. Henderson, Martin D. Dawson. Colour-tuneable inorganic micro-display based on a CMOS-controlled III-nitride micro-LED array. 9th International Symposium on Semiconductor Light Emitting Device (Berlin, Germany, July 2012). 口頭報告

26. Anthony E. Kelly, Jonathan J. D. McKendry, Shuailong Zhang, David Massoubre, Bruce R. Rae, Richard P. Green, Robert K. Henderson, Martin D. Dawson. High-Speed GaN Micro-LED Arrays for Data Communications. ICTON 2012: 14th International Conference on Transparent Optical Networks (Coventry, UK, July 2012). Detailed paper (We.B4.2) in conference proceedings, page: 1-5. 邀請報告

27. Jonathan J. D. McKendry, Shuailong Zhang, David Massoubre, Erdan Gu, Robert K. Henderson, Anthony E. Kelly, Martin D. Dawson. Data communications with gallium nitride LEDs. UK Nitrides Consortium 2012 Annual Conference (Bath, UK, January 2012). 口頭報告

28. Johannes Herrnsdorf, Benoit Guilhabert, Jonathan McKendry, Zheng Gong, David Massoubre, Yujie Chen, Shuailong Zhang, Alexander L. Kanibolotsky, Allan R. Mackintosh, Peter J. Skabara, Anthony E. Kelly, Erdan Gu, Nicolas Laurand, Martin D. Dawson. Hybrid GaN/organic polymer photonic crystal LED. 2011 IEEE Photonics Conference (Arlington, Virginia, USA, October 2011). Detailed paper (TuX3) in conference proceedings, page: 389-390. 口頭報告

29. Jonathan J. D. McKendry, Anthony E. Kelly, Shuailong Zhang, Jan Vinogradov, David Massoubre, Bruce R. Rae, Richard P. Green, Nicolas Laurand, Erdan Gu, Olaf Ziemann, Robert K. Henderson, Martin D. Dawson. High-Speed GaN Micro-LED Arrays for Data Communications. The 20th International Conference on Plastic Optical Fibres (Bilbao, Spain, September 2011). 邀請報告

30. Jonathan J. D. McKendry, Shuailong Zhang, Anthony E. Kelly, Bruce R. Rae, David Massoubre, Zheng Gong, Erdan Gu, Robert K. Henderson, Martin D. Dawson. CMOS-controlled micro-LED arrays for visible light communications. 9th International Conference on Nitride Semiconductors (Glasgow, UK, July 2011). 展板

31. Fu Zhao, Yanjue Gong, Chunling Meng, Shuailong Zhang. Intelligent Structural Optimum Design for the Circle Support Structure of Deformable Mirror. The International Conference on Computational Intelligence and Software Engineering (CiSE) (Wuhan, China, December 2009).展板

32. Fu Zhao, Yanjue Gong, Huiyu Xiang, Shuailong Zhang, and Peiyao Wang. Optimal Design for the Supporting Structure of the Chemical Sensor. The 2nd International Conference on Power Electronics and Intelligent Transportation System (Shenzhen, China, December 2009). 展板

33. Fu Zhao, Yanjue Gong, Jianlong Lin, Huiyu Xiang, Shuailong Zhang. Research on the Control Value of Actuator in Active Optics. International Conference on Industrial Mechatronics and Automation (Chengdu, China, May 2009) 展板

榮譽獎勵：

1、國家海外高層次人才青年項目。

2、2022微系統(tǒng)與納米技術峰會青年科學家獎。

3、北京理工大學優(yōu)秀人才獎。

4、加拿大RBC博士后產(chǎn)業(yè)化資助獎。

5、加拿大多倫多大學Donnelly 中心優(yōu)秀研究獎。

6、加拿大國家顯微鏡大賽一等獎。

7、優(yōu)秀留學生自費獎學金。

科學中國人報道：

突破“光”與“生物”的前沿共性難題

——記北京理工大學機電學院、北京市智能機器人與系統(tǒng)高精尖創(chuàng)新中心教授張帥龍

來源：發(fā)布時間：2022-03-24

2018年，諾貝爾物理學獎的一半授予美國科學家阿瑟·阿什金，以表彰他對光鑷技術的開創(chuàng)性貢獻。正如阿瑟·阿什金所說：“精準操控細胞的能力，為我們打開了研究細胞功能的大門。”光鑷作為一項多學科交叉的前沿技術，正吸引越來越多科學家投入其中。

2005年，張帥龍導師的導師——美國加州伯克利大學的Ming Wu教授在光鑷技術的基礎上發(fā)明了“光電鑷子”，為科學家開通了用光捕捉最佳細胞的路徑。此后，Ming Wu教授創(chuàng)辦的Berkeley Lights公司在納斯達克上市。公司開發(fā)的光電鑷產(chǎn)品在抗體開發(fā)、細胞療法、新冠疫苗研發(fā)等領域取得了卓越的成就。

《科學中國人》封二人物：張帥龍

“和國外相比，我國在相關產(chǎn)學研方面主要存在的問題是一些關鍵技術和專利還沒有掌握，如用于光學操控的光電三極管材料開發(fā)難題還沒有攻克；領域交叉學科的人才尚有欠缺；國家在相關方面缺乏長遠的投資支撐等�！睆垘淉埲缡顷U述中國相關領域發(fā)展面臨的一系列難題，而這也是他回國開啟新征程的主要原因。

解碼神奇的光電鑷微納機器人

什么是光電鑷？它在生命科學領域的應用會給人類生活帶來怎樣的影響？

光電鑷，顧名思義，是一種利用光電場抓住物體的工具。不同于傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)，它利用光束誘導產(chǎn)生電場，對微小粒子如細胞器、生物大分子等進行夾持、操縱及微加工，是一種理想的微觀研究工具。近年來張帥龍所關注的微納機器人研究發(fā)展正是基于光電鑷技術的前沿交叉研究。

早在1966年上映的電影《奇幻旅程》中，就有了對未來微納機器人的神奇想象：一名醫(yī)學科學家將5名同事縮小到納米尺寸并注入自己的體內(nèi)，讓他們“游”到患病區(qū)域替自己治療。如今，當年的科幻夢想已經(jīng)照進現(xiàn)實——近年來，依靠微尺度光操控平臺對機器人進行驅(qū)動的光操控微納機器人技術正趨向成熟，已應用于細胞操控、生物組織定向培養(yǎng)等領域。其中基于光電鑷技術的微納機器人技術具有易操控、多功能、生物兼容性好等優(yōu)點，是微納操作機器人領域的重點研究方向之一。

但由于受機器人機械結(jié)構和介電材料限制等，現(xiàn)有微型機器人無法在高電導率的細胞培養(yǎng)液中工作，限制了它的生物學兼容性和在細胞操作領域的應用。為了突破這一技術瓶頸，張帥龍開發(fā)出一種新型微米量級的光電驅(qū)動機器人。它由光電鑷系統(tǒng)產(chǎn)生的介電泳力驅(qū)動，可對細胞、生物組織等微小目標進行“捕獲”“運輸”“釋放”“裝配”等靈巧操作，也可在單細胞層面上進行細胞分選、培育和基因測序等工作。該機器人不僅可有效對目標施加操控力，同時支持多機并行操控。它的制作工藝簡單，整套系統(tǒng)操控精度高，生物毒性低，大大降低了微型機器人的產(chǎn)業(yè)化門檻。

這項成果為生物醫(yī)學研究提供了一種高效且無傷害的細胞操控工具，使得細胞存活率比原有技術提升30%，細胞移動速度提升2倍以上。成果發(fā)表在世界著名雜志《美國科學院院刊》（PNAS），得到了媒體的廣泛報道。光電鑷發(fā)明者Ming Wu教授高度評價該技術稱：“這種機器人在操作那些很難直接用光電鑷移動的物體時會非常有用�！�

雖然研究取得突破性進展，但張帥龍對于光電鑷微納機器人的探索和思考仍一直在繼續(xù)。隨著不同學科日新月異的發(fā)展，學科交叉融合引導著一項項新發(fā)現(xiàn)、新技術的面世。在張帥龍看來，光電鑷微納機器人技術充分體現(xiàn)了“共性導向，交叉融通”的學科特性。

2020年，張帥龍作為主要項目領導者參與了加拿大政府和英國物理研究學會共同資助的重大科研項目——用于自動大腦解剖的微型機器人研究。該項目的核心任務就是利用光操控機器人技術對神經(jīng)元干細胞進行挑選，這是一個非常棘手的問題。最終，張帥龍利用自己研發(fā)的光操控機器人成功解決了這一問題。

“這是一個跨國性的研究項目，加拿大團隊主要是負責硬件、機器人和系統(tǒng)的研發(fā)；英國團隊則負責軟件的開發(fā)，即如何正確識別神經(jīng)元干細胞�！痹陧椖繉嵤┑倪^程中，張帥龍深刻體會到了會聚多交叉學科知識，融會貫通助力科研的魅力，更加篤定了自己要走學科交叉融合創(chuàng)新之路的決心。

做飲水思源的科研人

研究立足科學前沿，解決多學科領域交叉的共性難題，這是張帥龍這些年研究的主要特點。而這一科研思維方式的養(yǎng)成，與他的研究經(jīng)歷有著緊密的聯(lián)系。

張帥龍本科畢業(yè)于北京理工大學信息工程專業(yè)，畢業(yè)后前往英國斯特萊德大學光子研究所攻讀物理學博士學位，研究半導體光學器件。在加拿大進行博士后研究期間，他轉(zhuǎn)向生物和微流控研究，在導師指導下，逐漸將自己接觸的多個學科知識進行交叉融合，走上了這條“共性交融”的跨學科前沿問題研究之路。

歷經(jīng)多個世界科學研究殿堂，置身全球一流科研團隊開展研究，感受名家大師、新銳學者的風范，領略國際前沿科技發(fā)展趨勢……沐浴在學術自由的文化氛圍里，張帥龍收獲了豐富的國際化工作經(jīng)驗和深厚、扎實的前沿科學研究背景。正是這些沉淀，成就了一個在微納操作研究領域建樹頗豐的青年學者。

2021年，張帥龍響應國家的號召，回到母校——北京理工大學發(fā)展。加入北京市智能機器人與系統(tǒng)高精尖創(chuàng)新中心的福田敏男院士團隊。福田敏男是全球首位提倡微納操作機器人的開拓者、領軍者，中國科學院外籍院士，其帶領的北京理工大學微納機器人團隊已經(jīng)成為領域里的佼佼者。置身這樣的環(huán)境，有一群志同道合的人，張帥龍期望能將自己的優(yōu)勢更好地發(fā)揮出來，助力相關行業(yè)的跨越發(fā)展。

作為一名85后年輕博士生導師，即使在領域里已經(jīng)小有成就，但張帥龍一直保持著謙遜的態(tài)度，時刻懷著一顆感恩的心�！霸趪饬魧W和工作的11年中，我得到了很多人的幫助，比如我的博士生導師Martin Dawson教授和顧爾丹教授，博士后導師Steven Neale博士、Jonathan Cooper院士和Aaron Wheeler教授，他們的指導與支持是我在科研道路上不斷前行的動力。我還要感謝北京理工大學的張軍校長、陳鵬萬院長、黃強主任、周勇書記、杜寧主任、石青教授、段星光教授、王化平教授、劉曉明教授等，他們在引進我回國工作的過程中給予了我很多的支持與幫助�！�

張帥龍想要感謝的，還有自己的親人。在得知自己想要回國的想法后，妻子蔣王紫微毅然舍棄了在加拿大的優(yōu)渥生活，陪他回到北京。同是大學老師的父母，從小到大對張帥龍秉持的教育方式是言傳身教，默默支持和鼓勵著他做的每一個決定，他們是張帥龍人生路上最大的助力。心懷感恩首孝悌，飲水思源當報國。對張帥龍來說，回國是無悔的選擇。

在張帥龍看來，作為一名科研人，不僅要不斷攀登專業(yè)高峰，還要讓科研之光照亮更多青少年。2012年至今，他為小學生、中學生和普通群眾組織了10多次科普活動�！耙环矫�，我想把研究成果分享給大眾，另一方面為了激發(fā)青少年未來能夠?qū)茖W研究的興趣。”張帥龍說，他希望能針對國家的重大需求，做更多原創(chuàng)性、創(chuàng)新性的研究，比如“癌癥的早期篩查”“單細胞的分析和提取”“抗體藥物開發(fā)”等，最終將實驗室開發(fā)的技術產(chǎn)品應用到人民大眾的生活中去。

專家簡介

張帥龍，1988年生于河南省洛陽市。英國格拉斯哥大學、加拿大多倫多大學博士后，入選國家高層次人才青年計劃�，F(xiàn)任北京理工大學機電學院、北京市智能機器人與系統(tǒng)高精尖創(chuàng)新中心教授。

主要研究方向為微納機器人技術、光電鑷技術、數(shù)字微流體技術。主要學術貢獻為：開發(fā)了世界首款用于細胞操作和基因檢測的微米量級光電驅(qū)動機器人，實現(xiàn)了世界首款可重構的光電驅(qū)動微機械流體控制系統(tǒng)，開創(chuàng)了利用光電鑷技術和冷凍干燥技術組裝微納電子電力器件的方法。

迄今共發(fā)表SCI期刊論文35篇，其中以第一作者在PNAS、Nature Communications等國際頂級期刊發(fā)表論文15篇論文，論文總引用1283次；發(fā)表國際會議論文30篇并作口頭報告12次。參與兩部專著的撰寫，并擔任Micromachines和Cyborg and Bionic Systems兩本國際期刊的青年編委。

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突破“光”與“生物”的前沿共性難題

——記北京理工大學機電學院、北京市智能機器人與系統(tǒng)高精尖創(chuàng)新中心教授張帥龍

——記北京理工大學機電學院、北京市智能機器人與系統(tǒng)高精尖創(chuàng)新中心教授張帥龍