张帅龙北京理工大学机电学院教授

专家信息：

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），主要从事生物微纳操作系统、光电镊技术、数字微流控技术、生物检测研究。2015年在英国斯特斯克莱德大学获博士学位, 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）和加拿大工程院院士、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。
研究方向

教育经历：

2010. 10 — 2015. 07英国斯特斯克莱德大学，光子研究所，物理学博士（导师：Erdan Gu教授；Martin M. Dawson院士、教授)

2006. 09 — 2010.07 北京理工大学，信息学院，工学学士 (导师：张笈教授 )

工作经历：

2021.07 — 至今北京理工大学，机电学院，教授、博导

2017. 01 — 2021.07 加拿大多伦多大学，化学学院，生物工程学院，博士后（合作导师： Aaron R. Wheeler教授、Yu Sun院士、教授）

2015. 02 — 2016. 06 英国格拉斯哥大学，工程学院，博士后（合作导师： Steven L. Neale教授、Jonathan M. Cooper院士、教授）

社会兼职：

1、Frontiers in Robotics and AI机器人领域国际期刊副主编 (影响因子：4.4)。

2、Micromachines微系统领域国际期刊客座编辑 (影响因子：3.5)。

3、Cyborg and Bionic Systems仿生系统领域国际期刊青年编委。

4、MicroTas国际会议程序委员会委员。

5、Nature Communications, Lab on a Chip, Optics Letters, Applied Physics Letters等十个期刊审稿人。

6、电子与电气工程师学会(IEEE)会员。

7、OPTICA会员。

8、中国微纳米学会会员。

9、中国仪器仪表学会会员。

10、中国电子学会会员。

科学研究：

研究方向：

微纳机器人、光操控技术、生物芯片、生物微纳操作系统。

承担科研项目情况：

作为项目负责人和主要参与者，主持国家海外高层次人才项目、国家自然科学基金青年项目，参与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）资助的多个科研项目。

研究成果：

长期从事微纳机器人、光操控技术、生物芯片技术研究。迄今为止，共发表SCI期刊论文30多篇，包括Nature Communications、PNAS、Science Advances、Chemical Society Reviews、Small等国际知名期刊；参与专著《LED可见光通信关键器件与应用》和《Field-Driven Micro and Nanorobots for Biology and Medicine》的撰写；共发表国际会议论文35篇，在Photonics West、MicroTas、Biophotonics Congress等知名国际会议做邀请报告和口头报告12次。

发明专利：

[1]张帅龙 ；李恭；李凤刚；杨帆；胡汉奇；赵逊昊；杜诗琪. 一种新型数字微流控芯片及其制备方法，中国，202210823817.3，（实审中）

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

[3]张帅龙,覃珊,李凤刚,高伟博,李恭. 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[P]. CN114778422A,2022-07-22.

[4]张帅龙,徐冰睿. 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[P]. CN114214313A,2022-03-22.

[5]张帅龙,李恭,高伟博,李凤刚,覃珊. 一种DMF介电层覆膜方法、系统及数字微流控芯片[P]. CN114146739A,2022-03-08.

[6]张帅龙,李凤刚,张权,李恭,高伟博,覃珊. 一种末端抓手可隐藏的连续体抓取机器人及其控制方法[P]. CN114043512A,2022-02-15.

论文专著：

出版专著：

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，张帅龙撰写第三章内容

发表期刊论文：

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.（新闻链接：Wheeler Group introduces light-driven micromachines powered by optoelectronic tweezers | Department of Chemistry (utoronto.ca) (新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/D0E9mdJPBdJfvGYVqe8Sdw) （中科院1区；影响因子：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.（封面论文）(新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/A8CCKxpl7uuqyvFVb4arGA) 中科院1区；影响因子：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. （封面论文）

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.（封面论文）

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.（新闻链接：C&E News, ScienceDaily, TechXplore, UofT news）（中科院1区；影响因子：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区；影响因子：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区；影响因子：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; 新闻链接：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.（封面论文）

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.

会议论文及报告：

1. 张帅龙. 光操控微纳机器人及其细胞操作应用；2022年Microsystems & Nanoengineering 青年科学家论坛；烟台 2022；口头报告

2. 张帅龙. 光电镊驱动的微纳机器人技术及其微流体应用；中国微纳米技术学会第五届微流控技术应用创新论坛，广州 2022 ；口头报告；

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). 邀请报告

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). 邀请报告

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. 口头报告

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. 邀请报告

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. 邀请报告

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. 口头报告

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. 口头报告

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. 口头报告

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). 口头报告

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. 口头报告

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). 口头报告

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. 口头报告

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). 口头报告和展板

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). 口头报告和展板

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. 口头报告

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). 口头报告

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). 口头报告

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. 口头报告

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. 口头报告

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. 口头报告

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). 邀请报告

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). 口头报告

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. 邀请报告

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). 口头报告

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. 口头报告

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). 邀请报告

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

荣誉奖励：

1、国家海外高层次人才青年项目。

2、2022微系统与纳米技术峰会青年科学家奖。

3、北京理工大学优秀人才奖。

4、加拿大RBC博士后产业化资助奖。

5、加拿大多伦多大学Donnelly 中心优秀研究奖。

6、加拿大国家显微镜大赛一等奖。

7、优秀留学生自费奖学金。

科学中国人报道：

突破“光”与“生物”的前沿共性难题

——记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教授张帅龙

来源：发布时间：2022-03-24

2018年，诺贝尔物理学奖的一半授予美国科学家阿瑟·阿什金，以表彰他对光镊技术的开创性贡献。正如阿瑟·阿什金所说：“精准操控细胞的能力，为我们打开了研究细胞功能的大门。”光镊作为一项多学科交叉的前沿技术，正吸引越来越多科学家投入其中。

2005年，张帅龙导师的导师——美国加州伯克利大学的Ming Wu教授在光镊技术的基础上发明了“光电镊子”，为科学家开通了用光捕捉最佳细胞的路径。此后，Ming Wu教授创办的Berkeley Lights公司在纳斯达克上市。公司开发的光电镊产品在抗体开发、细胞疗法、新冠疫苗研发等领域取得了卓越的成就。

《科学中国人》封二人物：张帅龙

“和国外相比，我国在相关产学研方面主要存在的问题是一些关键技术和专利还没有掌握，如用于光学操控的光电三极管材料开发难题还没有攻克；领域交叉学科的人才尚有欠缺；国家在相关方面缺乏长远的投资支撑等。”张帅龙如是阐述中国相关领域发展面临的一系列难题，而这也是他回国开启新征程的主要原因。

解码神奇的光电镊微纳机器人

什么是光电镊？它在生命科学领域的应用会给人类生活带来怎样的影响？

光电镊，顾名思义，是一种利用光电场抓住物体的工具。不同于传统的机械系统，它利用光束诱导产生电场，对微小粒子如细胞器、生物大分子等进行夹持、操纵及微加工，是一种理想的微观研究工具。近年来张帅龙所关注的微纳机器人研究发展正是基于光电镊技术的前沿交叉研究。

早在1966年上映的电影《奇幻旅程》中，就有了对未来微纳机器人的神奇想象：一名医学科学家将5名同事缩小到纳米尺寸并注入自己的体内，让他们“游”到患病区域替自己治疗。如今，当年的科幻梦想已经照进现实——近年来，依靠微尺度光操控平台对机器人进行驱动的光操控微纳机器人技术正趋向成熟，已应用于细胞操控、生物组织定向培养等领域。其中基于光电镊技术的微纳机器人技术具有易操控、多功能、生物兼容性好等优点，是微纳操作机器人领域的重点研究方向之一。

但由于受机器人机械结构和介电材料限制等，现有微型机器人无法在高电导率的细胞培养液中工作，限制了它的生物学兼容性和在细胞操作领域的应用。为了突破这一技术瓶颈，张帅龙开发出一种新型微米量级的光电驱动机器人。它由光电镊系统产生的介电泳力驱动，可对细胞、生物组织等微小目标进行“捕获”“运输”“释放”“装配”等灵巧操作，也可在单细胞层面上进行细胞分选、培育和基因测序等工作。该机器人不仅可有效对目标施加操控力，同时支持多机并行操控。它的制作工艺简单，整套系统操控精度高，生物毒性低，大大降低了微型机器人的产业化门槛。

这项成果为生物医学研究提供了一种高效且无伤害的细胞操控工具，使得细胞存活率比原有技术提升30%，细胞移动速度提升2倍以上。成果发表在世界著名杂志《美国科学院院刊》（PNAS），得到了媒体的广泛报道。光电镊发明者Ming Wu教授高度评价该技术称：“这种机器人在操作那些很难直接用光电镊移动的物体时会非常有用。”

虽然研究取得突破性进展，但张帅龙对于光电镊微纳机器人的探索和思考仍一直在继续。随着不同学科日新月异的发展，学科交叉融合引导着一项项新发现、新技术的面世。在张帅龙看来，光电镊微纳机器人技术充分体现了“共性导向，交叉融通”的学科特性。

2020年，张帅龙作为主要项目领导者参与了加拿大政府和英国物理研究学会共同资助的重大科研项目——用于自动大脑解剖的微型机器人研究。该项目的核心任务就是利用光操控机器人技术对神经元干细胞进行挑选，这是一个非常棘手的问题。最终，张帅龙利用自己研发的光操控机器人成功解决了这一问题。

“这是一个跨国性的研究项目，加拿大团队主要是负责硬件、机器人和系统的研发；英国团队则负责软件的开发，即如何正确识别神经元干细胞。”在项目实施的过程中，张帅龙深刻体会到了会聚多交叉学科知识，融会贯通助力科研的魅力，更加笃定了自己要走学科交叉融合创新之路的决心。

做饮水思源的科研人

研究立足科学前沿，解决多学科领域交叉的共性难题，这是张帅龙这些年研究的主要特点。而这一科研思维方式的养成，与他的研究经历有着紧密的联系。

张帅龙本科毕业于北京理工大学信息工程专业，毕业后前往英国斯特莱德大学光子研究所攻读物理学博士学位，研究半导体光学器件。在加拿大进行博士后研究期间，他转向生物和微流控研究，在导师指导下，逐渐将自己接触的多个学科知识进行交叉融合，走上了这条“共性交融”的跨学科前沿问题研究之路。

历经多个世界科学研究殿堂，置身全球一流科研团队开展研究，感受名家大师、新锐学者的风范，领略国际前沿科技发展趋势……沐浴在学术自由的文化氛围里，张帅龙收获了丰富的国际化工作经验和深厚、扎实的前沿科学研究背景。正是这些沉淀，成就了一个在微纳操作研究领域建树颇丰的青年学者。

2021年，张帅龙响应国家的号召，回到母校——北京理工大学发展。加入北京市智能机器人与系统高精尖创新中心的福田敏男院士团队。福田敏男是全球首位提倡微纳操作机器人的开拓者、领军者，中国科学院外籍院士，其带领的北京理工大学微纳机器人团队已经成为领域里的佼佼者。置身这样的环境，有一群志同道合的人，张帅龙期望能将自己的优势更好地发挥出来，助力相关行业的跨越发展。

作为一名85后年轻博士生导师，即使在领域里已经小有成就，但张帅龙一直保持着谦逊的态度，时刻怀着一颗感恩的心。“在国外留学和工作的11年中，我得到了很多人的帮助，比如我的博士生导师Martin Dawson教授和顾尔丹教授，博士后导师Steven Neale博士、Jonathan Cooper院士和Aaron Wheeler教授，他们的指导与支持是我在科研道路上不断前行的动力。我还要感谢北京理工大学的张军校长、陈鹏万院长、黄强主任、周勇书记、杜宁主任、石青教授、段星光教授、王化平教授、刘晓明教授等，他们在引进我回国工作的过程中给予了我很多的支持与帮助。”

张帅龙想要感谢的，还有自己的亲人。在得知自己想要回国的想法后，妻子蒋王紫微毅然舍弃了在加拿大的优渥生活，陪他回到北京。同是大学老师的父母，从小到大对张帅龙秉持的教育方式是言传身教，默默支持和鼓励着他做的每一个决定，他们是张帅龙人生路上最大的助力。心怀感恩首孝悌，饮水思源当报国。对张帅龙来说，回国是无悔的选择。

在张帅龙看来，作为一名科研人，不仅要不断攀登专业高峰，还要让科研之光照亮更多青少年。2012年至今，他为小学生、中学生和普通群众组织了10多次科普活动。“一方面，我想把研究成果分享给大众，另一方面为了激发青少年未来能够对科学研究的兴趣。”张帅龙说，他希望能针对国家的重大需求，做更多原创性、创新性的研究，比如“癌症的早期筛查”“单细胞的分析和提取”“抗体药物开发”等，最终将实验室开发的技术产品应用到人民大众的生活中去。

专家简介

张帅龙，1988年生于河南省洛阳市。英国格拉斯哥大学、加拿大多伦多大学博士后，入选国家高层次人才青年计划。现任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教授。

主要研究方向为微纳机器人技术、光电镊技术、数字微流体技术。主要学术贡献为：开发了世界首款用于细胞操作和基因检测的微米量级光电驱动机器人，实现了世界首款可重构的光电驱动微机械流体控制系统，开创了利用光电镊技术和冷冻干燥技术组装微纳电子电力器件的方法。

迄今共发表SCI期刊论文35篇，其中以第一作者在PNAS、Nature Communications等国际顶级期刊发表论文15篇论文，论文总引用1283次；发表国际会议论文30篇并作口头报告12次。参与两部专著的撰写，并担任Micromachines和Cyborg and Bionic Systems两本国际期刊的青年编委。