杨培东(美国艺术与科学院院士)

杨培东，1971年8月出生于中国苏州市，纳米材料学家，美国艺术与科学院、美国国家科学院院士，加利福尼亚大学伯克利分校化学系S.K.和Angela Chan杰出能源教授和化学教授，上海科技大学物质科学与技术学院院长。杨培东主要研究内容为一维半导体纳米结构及其在纳米光学和能量转化中的应用，包括人工光合作用、纳米线电池、纳米线光子学、纳米线基太阳电池、纳米线热电学、碳纳米管纳米流体、低维纳米结构组装、新兴材料和纳米结构合成和操控。

杨培东，1989年高中毕业后，考入中国科学技术大学化学与材料科学学院。1993年本科毕业后，前往哈佛大学攻读博士学位。1997年获得化学博士学位后，他转到加利福尼亚大学圣巴巴拉分校进行博士后研究工作。1999年初，他选择了加州大学伯克利分校，在28岁时成为该校的化学助理教授。2013年，杨培东被评选为中国科学院海外评审专家。2014年4月28日成为上海科技大学物质科学与技术学院院长。并于2016年当选为美国科学院院士。2021年11月18日，他当选为中国科学院的外籍院士。

2001年，获得美国阿尔弗雷德·斯隆奖，2002年杨培东荣贝克曼青年研究奖，2003年，被美国《技术评论》杂志列入“世界100位顶尖青年发明家”。2005年，获得美国化学学会纯粹化学奖（ACS Award in Pure 化学）2007年，获得美国全国科学基金会颁发的“艾伦·沃特曼奖”，2011年入选汤森路透集团遴选的最优秀的100名化学家榜单中第10位，材料科学家中第1位；2015年获得美国“麦克阿瑟天才奖”和美国能源部“劳伦斯世界体育奖”；2020年获“全球能源奖”。

人物经历

早年经历

杨培东，1971年8月在苏州市吴县蠡口乡出生。他在家乡的江苏省木渎高级中学完成了从初中到高中的学业。1989年高中毕业后，他考入中国科学技术大学化学与材料科学学院。1993年本科毕业后，他前往哈佛大学攻读博士学位，师从材料科学家查尔斯·利伯（Charles M. Lieber）。

工作经历

1997年获得化学博士学位后，他转到加利福尼亚大学圣巴巴拉分校进行博士后研究工作。1999年初，杨培东结束博士后研究员工作后，在多所美国顶尖大学面试，并收到超过10个大学的聘请邀请。最终他选择了加利福尼亚大学伯克利分校，在28岁时成为该校的化学助理教授，并独立负责一个实验室的科研工作。

科技生涯

杨培东在2001年至2004年期间连续四次获得美国阿尔弗雷德·斯隆奖。他于2002年荣膺贝克曼青年研究奖，并于2003年被美国《技术评论》杂志评选为“世界100位顶尖青年发明家”。在2004年6月28日，他和合作伙伴 Majumdar 在加利福尼亚大学伯克利分校开发了世界上第一个液体纳米晶管，这项技术将成为未来生化处理器的基础。同年7月，他当选为美国化学学会纳米科学分会主席，并担任美国化学学会杂志《J. Am. Chem. Soc.》的主编。杨培东还在2005年获得了美国化学学会颁发的纯粹化学奖（ACS Award in Pure 化学），并于2007年获得美国全国科学基金会授予的艾伦·沃特曼奖，该奖励为他提供了50万美元的科研资金。

2011年，被评为汤森路透集团依据过去所发表研究论文的影响因子而确定的“全球顶尖100名化学家”，并且居于榜单前列第10位，同时入选同一标准的“顶尖100名材料科学家”榜单的首位。6月29日，为中国科技大学培东实验基地、培东实验班揭牌。他还于2012年4月18日当选为美国艺术与科学院，并在同年获得爱德华·奥尔顿奖（Edward Orton）。2013年，他被评选为中国科学院海外评审专家。2014年4月28日成为上海科技大学物质科学与技术学院院长。杨培东在2015年荣获美国麦克阿瑟基金会的年度麦克阿瑟天才奖，并于2016年当选为美国科学院院士。同年，受巴拉克·奥巴马总统邀请参加白宫前沿科学论坛主讲嘉宾。他牵头创办了纳米能源材料研究所暨天际汽车创新中心，并将其设立在苏州工业园区。2020年，他获得全球能源奖。2021年11月18日，他当选为中国科学院的外籍院士。

主要成就

杨培东在半导体纳米线和原子组装领域进行了开创性的研究，这些研究有望应用于多种高科技设备，包括微型发光二极管、激光器、晶体管、计算机电路、太阳能电池板以及生物传感器等。他的研究涵盖了人工光合作用、纳米线电池、纳米线光子学、纳米线基太阳能电池、太阳能转化为燃料的纳米线、纳米线热电学、碳纳米管纳米流体、等离子体、低维纳米结构组装、新兴材料和纳米结构的合成和操控、材料化学、无机化学以及低维纳米结构在光电和能源领域中的应用等。杨培东“栽种”的氮化镓和氧化锌纳米线能发射紫外线光，有助于“芯片上的实验室”迅速而廉价地分析医学、环境和其他抽样。

2001年6月，美国权威科技杂志《科学》发表了一篇论文专门介绍和描述了杨培东领导的研究团队在纳米导线上制造出世界上最小的激光器——纳米激光器。这项创新将被应用于未来的光子计算器中。由于这一重要发明，杨培东获得了阿尔弗雷德·斯隆奖，并成为劳伦斯·利弗摩尔国家实验室的科学家。

2002年，杨培东领导的团队在美国《纳米通讯》杂志上发表报告称，他们成功地开发出一种制造多层结构纳米线的方法。这种方法能够将硅和锗这两种不同材料交织在一起形成单根纳米线，其中最细的纳米线直径达到20纳米。同年，杨培东荣获贝克曼青年研究奖。

在2003年4月，杨培东的研究团队在英国《自然》杂志上发表了有关单晶体氮化镓纳米管的论文。这种纳米管具有耐久性和一致性，并展现出优秀的光电性能，拥有广阔的技术应用前景。当前的电子器件，包括计算机器件和激光器等，都依赖于二维半导体界面。而杨培东的团队首次实现了将二维半导体界面功能转移到一维纳米管上。这一过程大大缩小了半导体界面的接触面积。杨培东认为，从二维到一维的维度转换将带来巨大的应用潜力，在计算机器件、光电器件、化学和生物传感器等领域都有广泛的应用前景。

在2005年6月，杨培东和他的合作伙伴Majumdar成功地研发出了世界上第一个液体纳米晶体管。这为未来生化处理器奠定了基础。液体纳米晶体管技术的问世使得纳米导管不仅能够传导电子，还可以传导生化离子。这意味着通过微量血液样本，就可以检测蛋白质、抗体等生物分子的结合情况，从而实现疾病诊断。

在2014年4月17日，杨培东的团队在人工光合作用领域取得了具有划时代意义的科研成果。这一成果有望解决全球气候变暖所带来的二氧化碳问题。他们构建了一套由纳米线和细菌组成的独特系统，能够捕捉尚未释放到大气中的二氧化碳。这个过程模仿了自然界的光合作用，其中植物利用太阳能将二氧化碳和水转化为糖类。而杨培东团队的人工光合作用概念则是将二氧化碳和水转化为醋酸酯，这是许多生物合成反应的基础。科学家们正在利用太阳能将二氧化碳转化为高价值的化工产品，如可降解塑料、药物甚至液体燃料。

2016年，在《Science》杂志发表论文报告了一种将非光合作用的细菌改造成一种可以进行光合作用的系统。

主要论文

主要论文资料来源：

综述

截至2023年7月已发表包括Nature、Science在内的375篇高水平论文，包括Science（9篇）、Nature（9篇），Nature子刊(31篇)、PNAS(13篇)、JACS(58篇)、Nano Letter(72篇)等。论文总引用次数逾16万次，篇均被引用逾400次，H指数191，获授权专利40余项。