张帅龙 - 组员介绍 - 张帅龙课题组@北京理工大学

个人简介

张帅龙，北京理工大学教授、博士生导师，国家海外高层次青年人才（十六批青年QR人计划），集成声光电微纳系统教育部工程研究中心副主任，北京理工大学MEMS与智能微系统研究所执行所长，科技部重点研发重点专项项目负责人，九三学社社员。主要从事生物微纳操作系统、光电镊技术、微流控技术、BioMEMS、微全分析系统研究。2015年在英国斯特斯克莱德大学获物理学博士学位, 导师为英国皇家科学院院士Martin Dawson教授和Erdan Gu教授；2015-2016年在英国格拉斯哥大学从事博士后研究，合作导师为英国皇家工程院院士Jonathan Cooper教授和Steven Neale教授。2017-2021在加拿大多伦多大学从事博士后研究，合作导师为加拿大Tier 1首席科学家Aaron Wheeler教授（Lab on a Chip杂志主编）和加拿大两院院士、中国工程院外籍院士Yu Sun教授（孙钰教授）。于2020年获批中组部“2019年度国家外高层次人才计划青年项目”（十六批青年QR人计划）并加入北京理工大学机电学院、北京市智能机器人与系统高精尖创新中心，2023年转入北京理工大学集成电路与电子学院MEMS与智能微系统研究所（谢会开教授大团队）。

迄今为止，共发表SCI期刊论文58篇，包含《Nature Communications》、《PNAS》、《Science Advances》、《Chemical Society Reviews》、《ACS Nano》、《Small》等国际知名期刊，论文总引用次数2200余次，h-index 25（Google Scholar)；授权国际发明专利一项，中国发明专利六项，并在北理工郑州研究院负责“数字微流控”项目的技术转化；发表国际会议论文40余篇，在MicroTas、SPIE Photonics West、OSA Biophotonics Congress等知名国际会议做邀请报告和口头报告14次。作为项目负责人和主要参与者，主持、参与科技部重点研发项目、国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金项目、河南省联合基金、国家重点实验室开放基金、企业横向、加拿大自然科学和研究协会（NSERC）以及英国工程和物理研究学会（EPSRC）资助的十余个科研项目，以负责人身份获批经费总计1000余万。

担任科技部、国自然、北京市、河南省等项目及奖项的会评和函评专家，担任MicroTas国际会议程序委员会委员，中国仪器仪表学会微纳器件与系统技术分会理事，中国微米纳米技术学会微纳机器人分会理事，中国微米纳米技术学会生物微机电系统分会理事，中国生物工程学会“生物传感、生物芯片与纳米生物技术”分会委员，担任Engineering等4个国际期刊的青年编委、副主编职务。参与孵化追光生物科技（深圳）有限公司及加拿大科技公司Sci-Bots。

教育及工作经历

2023年12月—今北京理工大学集成电路与电子学院教授博士生导师

2021年8月—今北京理工大学北京市智能机器人与系统高精尖创新中心教授博士生导师

2021年8月—2023年12月北京理工大学机电学院教授博士生导师

2017年2月—2021年7月多伦多大学(加拿大) 生物医学工程学院化学学院博士后研究员 (合作导师：Aaron Wheeler教授；Yu Sun教授、院士；Xinyu Liu教授、院士； Nazir Kherani教授、院士）

2015年2月—2016年7月格拉斯哥大学（英国）工程学院博士后研究员（合作导师：Jonathan Cooper教授、院士；Steven Neale教授）

2010年9月—2015年7月斯特斯克莱德大学（英国）光子研究所物理学院博士（导师：Martin Dawson教授、院士；Erdan Gu教授-长江学者）

2006年9月—2010年7月北京理工大学信息学院本科（学术导师：张笈教授）

研究经历

主要从事光电镊系统开发及其微纳操作应用，具体包括：

1. 开发了用于细胞操作和基因检测的微米量级光电驱动机器人

2. 实现了可重构的光电驱动微机械流体控制系统

3. 开创了利用光电镊技术和冷冻干燥技术、光固化技术组装微纳电子电力器件的方法

4. 开发了多套光电镊、数字微流控系统

详细论文

Google Scholar论文链接：https://scholar.google.co.uk/citations?user=5W_3V8QAAAAJ&hl=en

Researchgate链接：https://www.researchgate.net/profile/Shuailong-Zhang

Orcid：https://orcid.org/0000-0003-1004-021X

科研基金及项目经历

主持科研项目

2025 — 2027 重庆市自然科学基金杰出青年基金（依托北理工重庆微电子研究院）；资助额度：100万人民币

2024 — 2025 北京市自然科学基金面上项目；资助额度：20万人民币

2023 — 2025 项目名称：基于数字微流控的呼吸道传染病自动化检测设备开发与应用研究；科技部重点研发计划（国际合作重点专项）；资助额度：200万人民币（项目负责人）

2023 — 2027 项目名称：面向肿瘤高精度定域栓塞化疗术的纳米机器人设计与控制关键技术；科技部重点研发计划（青年科学家项目）；资助额度：500万人民币（项目骨干/课题负责人）

2023 — 2025 企业横向；资助额度：148万人民币

2023 — 2024 河南省科技研发计划联合基金项目（青年科学家）；资助额度：20万人民币

2023 — 2024 项目名称：微纳机器人智能制造与光电驱动技术研究；数字医学工程全国重点实验室（东南大学）开放课题；资助额度：5万人民币

2023 — 2026 项目名称：高层次人才培育计划；北京理工大学科技创新计划；资助额度：60万人民币

2020 — 2024 项目名称：“国家海外高层次人才”（青年项目）；资助额度：400万人民币

2021 — 2024 光电镊驱动下微型机器人操控机理与细胞操作研究；资助方：国家自然科学基金青年项目；资助金额：15万人民币

2021 — 2023 光电微型机器人关键技术和细胞操作研究；资助方：中山大学光电材料与技术国家重点实验室；资助额度：20万人民币

2020 — 2021 RBC博士后产业化资助；资助方：Royal Bank of Canada，多伦多大学；资助额度：5万加元

2018 — 2019 应用光电镊技术组装氮化镓纳米器件；资助方：北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室；资助额度：7万元人民币

2017 — 2020 项目名称：新型光电镊芯片的开发和应用；资助方：中山大学光电材料与技术国家重点实验室；资助额度：20万人民币

2017 — 2018 项目名称：新型光电镊芯片的生物应用；资助方：武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室；资助额度：10万人民

参加科研项目

2020.2 — 2020.7 项目名称：Self-guided microrobots for automated brain dissection; 资助方： 1. UK Research and Innovation; 2. Canadian Institutes of Health Research; 3. Nature Sciences and Engineering Research Council; 资助额度：160万加元；立项单位：加拿大多伦多大学，英国伦敦大学学院

2019.4 — 2020.7 项目名称：A single-cell micromanipulation platform relying on optoelectronic tweezers; 资助方： Nature Sciences and Engineering Research Council; 资助额度：15万加元；立项单位：加拿大多伦多大学

2017. 1 — 2019. 8 项目名称：Regulatory network control of neural stem cells for endogenous repair；资助方：Canada First Research Excellence Fund；资助额度：26.5万加元；立项单位：加拿大多伦多大学

2015. 2 — 2016. 10 项目名称：Assembly of electronic components with Optoelectronic Tweezers; 资助方：UK Engineering and Physical Sciences Research Council; 资助额度：21.7万英镑；立项单位：英国格拉斯哥大学

2012. 10 — 2015. 2 项目名称：Ultra Parallel Visible Light Communications；资助方：UK Engineering and Physical Sciences Research Council；资助额度：460万英镑；立项单位：斯特斯克莱德大学，牛津大学，剑桥大学，圣安德鲁斯大学，爱丁堡大学（全部为英国大学）

2010. 9 — 2012. 9 项目名称：Hybrid organic semiconductor/gallium nitride/CMOS smart pixel array; 资助方：UK Engineering and Physical Sciences Research Council; 资助额度：380万英镑；立项单位：斯特斯克莱德大学，帝国理工学院，圣安德鲁斯大学，爱丁堡大学（全部为英国大学）

代表性论文及书籍章节

论文：

1. S. Zhang, M. Elsayed, R. Peng, Y. Chen, Y. Zhang, J. Peng, W. Li, M. D. Chamberlain, A. Nikitina, S. Yu, X. Liu, S. L. Neale, A. R. Wheeler*, “Reconfigurable Multi-Component Micromachines Driven by Optoelectronic Tweezers”, Nature Communications, vol. 12, pp. 5349, 2021.

2. S. Zhang*, B. Xu, M. Elsayed, F. Nan, W. Liang, J. K. Valley, L. Liu, Q. Huang, M. C. Wu, A. R. Wheeler, "Optoelectronic tweezers: a versatile toolbox for nano-/micro-manipulation", Chemistry Society Reviews, vol. 51, pp. 9203–9242, 2022.

3. S. Zhang*, M. Elsayed, R. Peng, Y. Chen, Y. Zhang, S. L. Neale, A. R. Wheeler*, “Influence of light pattern thickness on the manipulation of dielectric microparticles by optoelectronic tweezers”, Photonics Research, vol. 10, no. 2, pp. 550-556, 2022.

4. S. Zhang, W. Li, M. Elsayed, J. Peng, Y. Chen, Y. Zhang, Y. Zhang, M. Shayegannia, W. Dou, T. Wang, Y. Sun, N. P. Kherani, S. L. Neale, A. R. Wheeler*, “Integrated Assembly and Photopreservation of Topographical Micropatterns”, Small, vol. 17, pp.2103702, 2021 (Back cover of this journal).

5. S. Zhang, E. Scott, J. Singh, Y. Chen, Y. Zhang, M. Elsayed, M. D. Chamberlain, N. Shakiba, K. Adams, S. Yu, C. Morshead, P. W. Zandstra, A. R. Wheeler*, “The Optoelectronic Microrobot: A Versatile Toolbox for Micromanipulation”, Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS), vol. 116, no. 30, pp. 14823-14828, 2019. (highlighted in C&E News, ScienceDaily, TechXplore, UofT news)

6. S. Zhang, Y. Zhai, R. Peng, M. Shayegannia, A. G. Flood, J. Qu, X. Liu, N. P. Kherani, A. R. Wheeler*, “Assembly of topographical micro-patterns with optoelectronic tweezers”, Advanced Optical Materials, vol. 7, no. 20, pp. 1900669, 2019.

7. S. Zhang*, W. Li, M. Elsayed, P. Tian, A. W. Clark, A. R. Wheeler, S. L. Neale*, “Size-scaling effects for microparticles and cells manipulated by optoelectronic tweezers”, Optics Letters, vol. 44, no. 17, pp. 4171-4174, 2019.

8. S. Zhang, N. Shakiba, Y. Chen, Y. Zhang, P. Tian, J. Singh, M. D. Chamberlain, M. Satkauskas, A. G. Flood, N. P. Kherani, S. Yu, P. W. Zandstra, and A. R. Wheeler*, “Patterned Optoelectronic Tweezers: A New Scheme for Selecting, Moving, and Storing Dielectric Particles and Cells,” Small, vol. 14, no. 45, pp.1803342, 2018.

9. S. Zhang*, A. Nikitina, Y. Chen, Y. Zhang, L. Liu, A. G. Flood, J. Juvert, D. Chamberlain, N. P. Kherani, S. L. Neale*, A. R. Wheeler*, “Escape from an Optoelectronic Tweezer Trap: Experimental Results and Simulations”, Optics Express, vol. 26, no. 5, pp. 5300-5309, 2018.

10. S. Zhang*, Y. Liu, Y. Qian, W. Li, J. Juvert, P. Tian, J.-C. Navarro, E. Gu, M. D. Dawson, J. M. Cooper, and S. L. Neale*, “Manufacturing with light – micro-assembly of opto-electronic microstructures”, Optics Express, vol. 25, no. 23, pp. 28838-28850, 2017. (Top Downloads from November 2017; highlighted in Optical Society of America, News Release)

书籍章节：

1. S. 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可见光通信关键器件与应用》，ISBN 978-7-115-38697-7，人民邮电出版社，中国工信出版集团，迟楠（复旦大学）著，2015年出版，本人参与撰写第三章内容。《LED可见光通信关键器件与应用》(迟楠　著)【简介_书评_在线阅读】 - 当当图书 (dangdang.com)

3. S. Zhang, et al. (2023) Microrobots and micromachines based on optoelectronic tweezers. In: Untethered Small-Scale Robots for

Biomedical Applications. Elsevier Inc. Microrobots and micromachines based on optoelectronic tweezers| Link

会议口头报告及论文

1. S. Zhang, “Light-driven microrobots and micromachines based on optoelectronic tweezers”, (Invited Talk) 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).

2. Mohamed Elsayed, S. Zhang, A. R. Wheeler, “Micromachines driven by optoelectronic tweezers”, (Oral), 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.

3. S. Zhang, Aaron Wheeler, “Light-driven micromachine for cell micromanipulation and analysis”, (Invited Talk), SPIE Frontiers in Biophotonics and Imaging (Glasgow, UK, Sept 2021). Detailed paper (11879-19) in conference proceedings.

4. S. Zhang, Aaron Wheeler, “Light-driven microrobotics and their applications for single-cell manipulation”, (Invited Talk), SPIE Optics + Photonics 2020 Digital Forum. Detailed paper (11463-30) in conference proceedings.

5. S. Zhang, E.Scott, N. Shakiba, P. W. Zandstra, A. R. Wheeler, “Light-driven micro-robot for micro-particle an cell manipulation”, (Oral), The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (µTAS 2019) (Basel, Switzerland, Oct, 2019). Detailed paper (0052) in conference proceedings.

6. S. Zhang, A. R. Wheeler, “Optoelectronic tweezers with patterned photoconductive layer for selecting, moving, and storing particles and cells”, (Oral), 2019 OSA Biophotonics Congress: Biomedical Optics (Tucson, Arizona, USA, April, 2019). Detailed paper (3129304) in conference proceedings.

7. S. Zhang, A. R. Wheeler, “Optical micro-robot on the move”, (Oral), 5th “University of Toronto Most Understandable Scientist” competition (Toronto, Ontario, Canada, Nov, 2018).

8. S. Zhang, A. R. Wheeler, “Hopping mechanism of particles and cells escaping from optoelectronic tweezers traps”, (Oral), 2018 SPIE Optical Trapping and Optical Micromanipulation XV (San Diego, California, USA, August, 2018). Detailed paper (Vol. 10723, p. 107231X) in conference proceedings.

9. S. Zhang, A. R. Wheeler, “Light-driven micro-robot for cell manipulation”, (Oral), 2018 Joint Ontario-on-a-Chip and TOeP Symposium (Toronto, Ontario, Canada, May, 2018).

10. S. Zhang, J. M. Cooper, S. L. Neale, “Assembling silver nanowires using optoelectronic tweezers”, (Oral), 2016 SPIE Photonics West (San Francisco, California, USA, February 2016). Detailed paper (Vol. 9759, pp. 97590S1-97590S7) in conference proceedings.

发明专利

1. S. Zhang, A. R. Wheeler, “Patterned Optoelectronic Tweezers”, US Patent 10,953,408

2. 光诱导介电泳技术在制备自由泳细胞或生物的生物响应系统中的应用，张帅龙；徐冰睿；专利号：ZL 2021 1 1528529.7

3. 一种末端抓手可隐藏的连续体抓取机器人及其控制方法，张帅龙；李凤刚；张权；李恭；高伟博；专利号：ZL 2021 1 1474929.4

4. 一种基于微液滴操控技术的自动化细胞分选系统及其方法，张帅龙；覃珊；李凤刚；高伟博；李恭；专利号：ZL 2022 1 0414104.1

5. 一种细胞分选有源数字微流控装置及其实现方法，张帅龙; 李凤刚; 郭宗良; 侯佳禄; 符荣鑫; 李航; 覃珊；胡汉奇; 毛亚楠; 杜诗祺；专利号：ZL 2023 1 0685560.4