Faculty

Tao ZHANGTenure-track Associate Professor

Email: zhangtao.scholar@sjtu.edu.cn 
Address: 上海交通大学化学化工学院A楼416室 
Home Page: https://zhangtao.group/ 

Educational Background

2006-2010 中国科学技术大学,物理系,学士

2010-2015 美国雪城大学,物理系,博士,导师:Prof. Jennifer Schwarz, Prof. Mark Bowick


Work Experience

2015-2020 美国匹兹堡大学,化学工程系,博士后,导师:Prof. Anna Balazs

2021-现在 上海交通大学化学化工学院,长聘教轨副教授

 

Research Interests

1)软物质材料计算模拟-自愈合可再加工高分子材料、聚合物电解质材料

2)类器官和生物高分子的物理模型


Research Project

2010–2015 美国雪城大学 (参与,结题)

软物质及生物物理计算模拟:分析三种不同的软物质系统—液泡,细胞膜,和生物高分子—来解答关于形状,力学,和可编程性的问题。 

(1) 液泡: 数值研究通过磷脂双分子层连接的液泡网络所形成的类生物组织材料featured.jpg

    (a) 形状可变:通过可编程渗透压驱动

     (b) 渗透压机器人:通过添加与周围动态环境的渗透压相互作用,来实现折叠-展开-再折叠过程

(2) 细胞膜: 酵母菌内吞作用的理论模型,使用变分理论计算和蒙特卡洛数值模拟featured (1).jpg

     (a) 初始阶段:网格蛋白通过转接蛋白与细胞膜相互作用诱导细胞膜凹陷

     (b) 伸长阶段:细胞膜被肌动蛋白纤维伸长

     (c) 闭合阶段:闭合阶段机理可能和珍珠不稳定性有关

(3) 生物高分子:细胞运动前沿的细胞骨架肌动蛋白各向异性featured_hu0960c9b0c8d4c6f446a23a8893e4cfb7_98059_720x0_resize_q75_lanczos.jpg

     (a) 研究力学性质: 各向异性无序弹簧网络的有效介质近似理论和共轭梯度法数值计算 

     (b) 细胞骨架对基因转录的机械调节: 通过分析多元无序弹簧网络来研究细胞骨架-核纤层-基因的力传导



2015–2020 美国匹兹堡大学 (参与,结题)

软物质材料计算模拟

(1) 设计可变结构工程大分子(STEM)凝胶作为软弹性体和硬/软材料:有后期引发剂的聚合物网络在合成后有改性。与卡耐基梅隆大学Krzysztof Matyjaszewski 教授合作项目。使用耗散粒子动力学(DPD)计算机模拟: ma-2018-01880g_0008.gif

    (a) 研究原始聚合物的合成

     (b) 研究凝胶在受外力形变时的力学性质

     (c) 研究加入侧链后材料软化的物理起因

(2) 研究四维打印可变材料: 热响应水凝胶和硬纤维复合物的计算机模拟,使用凝胶有限元弹簧模型(gLSM1644639264607996.png

     (a) 在薄水凝胶表面布置硬纤维:引导稳定的三维形状改变(硬纤维置于水凝胶内部时不可实现)

     (b) 薄带状水凝胶及硬纤维复合物受热下自发形成螺旋状结构并有可控的手性

(3) 设计创新纳米材料:聚合物接枝纳米粒子网络的计算机模拟

     (a) 力学响应可变系统: 外力矩引发聚合物接枝纳米粒子网络的可控重组变化

     (b) 仿生纳米复合物: 具有仿生“catch”键的聚合物接枝纳米1644639537911197.jpg粒子网络

     (c) 二元混合的聚合物接枝纳米粒子网络: 相对于无序混合,层状结构展现更优越的力学性质


Teaching

高分子物理,(2022-2023-1)-CHEM4421-2

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