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刘小钢（外文名：Xiaogang Liu），男，1974年生，江西南昌人，毕业于美国西北大学，获博士学位，新加坡国立大学化学系首席研究员，苏州工业园区新国大研究院高级研究员，新加坡科学院材料工程研究所高级研究员[注1]。[1][2][3]
刘小钢的研究领域为稀土掺杂上转换发光材料及其应用，纳米材料制备和自组装，生物无机化学和超分子化学，催化表面科学以及纳米生物探针。[3]2002年，刘小钢发表了文章《通过蘸笔纳米光刻技术制备的磁性纳米粒子阵列（Arrays of Magnetic Nanoparticles via Dip-Pen Nanolithography）》。[4]2004年至2006年，刘小钢在麻省理工学院从事博士后研究。[3]2010年6月17日，刘小钢在浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室作了题为《Biomedical Application of Nanoparticles》的报告。[2]2014年12月25日，刘小钢成为南京工业大学客座教授。[5]2017年11月27日，他在上海大学作了题为《稀土掺杂上转换纳米晶的发光调控》的报告。[6]2022年8月，刘小钢当选新加坡国家科学院院士。[7]同年，他还发表了文章《全无机钙钛矿纳米晶闪烁体》。[8]2025年11月，刘小钢团队与清华大学深圳国际研究生院韩三阳团队、黑龙江大学许辉和韩春苗团队合作，为稀土纳米晶设计了有机分子界面，该界面能将能量高效传递给稀土纳米晶，为解决电致发光器件的研究和应用难题带来新突破。[9]
刘小钢曾获得巴斯夫-新加坡国家化学研究院材料化学奖（2010年），新加坡国立大学青年研究学者奖（2011年），英国皇家化学会《化学会评论》新科学家奖、台湾“国家科学委员会”讲学奖（2012年），新加坡总统府授予的总统科学奖等奖项。[10]刘小钢在期刊上发表论文120余篇[注2]，[2][10]被引用7000多次[注3]。[11]刘小钢带领的研究小组在红外上转换发光材料和纳米钙钛矿发光材料领域，取得多项重大技术突破。他们广泛且深入地研究了发光材料的生长、发光机理，以及其在生物医学、光学传感、太阳能电池、三维立体显示等领域的应用。该小组在科学刊物上发表170余篇SCI论文，总被引用三万余次，其中单篇最高引用两千四百余次[注4]。[12]刘小钢教授培养了一批优秀博士毕业生和博士后。其中，5人获得中国教育部优秀自费留学生奖，1人获得山东省齐鲁学者称号。已有10余名课题组成员在中国高校任职[注5]。[6]
人物经历
1974年，刘小钢出生。[2]1992年至1996年，刘小钢就读于北京工商大学，获学士学位。[3]1997年至1999年，刘小钢前往东卡罗莱纳州立大学就读，获硕士学位。[3]1999年至2004年，刘小钢就读于美国西北大学，获博士学位。[3]期间，刘小钢于2002年发表了文章《通过蘸笔纳米光刻技术制备的磁性纳米粒子阵列（Arrays of Magnetic Nanoparticles via Dip-Pen Nanolithography）》。[4]
2004年至2006年，刘小钢在麻省理工学院从事博士后研究。[3]期间，刘小钢于2005年发表了文章《单晶体的可控生长（The controlled Evolution of a Single Crystal）》。[4]2006年至2011年，刘小钢任新加坡国立大学化学系研究员。[3]2010年6月17日，刘小钢在浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室作了题为《Biomedical Application of Nanoparticles》的报告。[2]2011年至2016年，刘小钢任新加坡国立大学化学系高级研究员。[3]
2011年至2018年，刘小钢任新加坡科学院材料工程研究所高级研究员。[3]期间，刘小钢于2013年担任苏州工业园区新国大研究院高级研究员。[3]同年，刘小钢发表了文章基于上转换纳米粒子的近红外光控小干扰RNA释放及其靶向细胞内递送（NIR Light Controlled Photorelease of siRNA and its Targeted Intracellular Delivery Based on Upconversion Nanoparticles）。[4]11月，刘小钢在山东师范大学作了题为“Upconversion nanocrystals，novel luminescent biological probe”的学术报告。[13]
2014年10月27日，刘小钢访问中国科学院福建物质结构研究所，并作了题为“Lanthanide Doping in Nanoparticles: New Opportunities for Bioimaging”的报告。[11]12月25日，刘小钢成为南京工业大学客座教授。[5]2017年，刘小钢成为新加坡国立大学化学系首席研究员。[3]同年11月27日，他在上海大学作了题为《稀土掺杂上转换纳米晶的发光调控》的报告。[6]2018年8月27日，刘小钢团队在《自然》（Nature）期刊上发表研究成果。该成果首次提出全无机钙钛矿纳米晶闪烁体（All-inorganic perovskite nanocrystal scintillators），这类材料在X射线辐射下能产生强辐射发光，发出颜色连续可调的全色域可见光，实现了对X射线的超灵敏检测与高分辨成像，解决了该领域的重大技术挑战。[10]
2020年，刘小钢担任新加坡科学院材料工程研究所高级研究员。[3]2022年6月27日至7月22日，刘小钢前往西北工业大学，讲授Introduction to Nanoscience and Nanotechnology/《纳米科学与技术导论》课程。[12]8月，刘小钢当选新加坡国家科学院院士，以表彰其在生物纳米探针和先进X射线成像技术等方面的贡献。[7]同年，他还发表了文章《全无机钙钛矿纳米晶闪烁体》。[8]2024年5月17日，刘小钢在福州大学化学学院，以《稀土掺杂纳米材料在生物成像及光子学中的应用研究》为题，重点介绍了基于镧系元素的纳米材料在多模态成像、生物检测、显示和光子学方面的最新进展。[14]11月，他与李振合作，报道了一种设计策略，该策略以二羰基作为吩噻嗪（PTZ）单元连接剂，通过光激活协同作用实现多重光响应。[15]2025年11月，刘小钢团队与清华大学深圳国际研究生院韩三阳团队、黑龙江大学许辉和韩春苗团队合作，为稀土纳米晶设计了有机分子界面，该界面能将能量高效传递给稀土纳米晶，为解决电致发光器件的研究和应用难题带来新突破。[9]
研究领域
专利
公开时间专利名称专利号2025年2月21日3D光场检测器、传感器及其制造方法CN119497815A2024年7月2日电池夹层材料的制造方法及锂硫电池CN118281480A2024年3月15日基于钙钛矿的纳米闪烁体CN111989595B2024年5月28日一种电池正极宿主材料的制造方法CN118099419A2023年1月13日X射线检测膜、其制造方法及用途CN115605809A2020年11月24日基于钙钛矿的纳米闪烁体CN111989595A2018年7月3日具有发光性质的塑料母料及其制备方法CN108239335A截至2025年11月30日[16]
期刊论文
时间文章名称刊登处2025年2期人体适宜温度智能调温交联聚氨酯固固相变材料的制备及其性能调控《高分子学报》2024年通过连续域中的超临界束缚态实现定向巨型上转换（Directive giant upconversion by supercritical bound states in the continuum）《自然》2023年通过像素化色彩转换实现X射线到可见光场的检测（X-ray-to-visible light-field detection through pixelated colour conversion）《自然》2022年6期全无机钙钛矿纳米晶闪烁体《科学观察》2021年高分辨率X射线发光扩展成像（High-resolution X-ray luminescence extension imaging）《自然》2020年稀土掺杂无机纳米颗粒使分子三重态激子发光增强（Lanthanide-doped inorganic nanoparticles turn molecular triplet excitons bright）《自然》2019年亚2微秒寿命的上转换超爆发（Upconversion Superburst with Sub-2 μs Lifetime）《自然·纳米技术》2018年全无机钙钛矿纳米晶闪烁体（All-Inorganic Perovskite Nanocrystal Scintillators）《自然》2018年通过上转换纳米颗粒介导的光遗传学实现近红外深部脑刺激（Near-Infrared Deep Brain Stimulation via Upconversion Nanoparticle-Mediated Optogenetics）《科学》2016年利用上转换纳米测温技术测量悬浮布朗纳米晶体的瞬时弹道速度（Instantaneous Ballistic Velocity of Suspended Brownian Nanocrystals Measured by Upconversion Nanothermometry）《自然·纳米技术》2015年通过稳定激发三重态实现超长有机磷光（Stabilizing excited triplet state for ultralong organic phosphorescence）《自然·材料》2013年异质纳米结构光阳极中的光子上转换用于增强近红外光捕获（Photon Upconversion in Heteronanostructured Photoanodes for Enhanced Near-Infrared Light Harvesting）《先进材料（Advanced Materials）》2013年四氧化三钴纳米粒子修饰的二氧化锰纳米管双功能氧阴极催化剂，用于可充电锌-空气电池（Co3O4 nanoparticle-modified MnO2 nanotube bifunctional oxygen cathode catalysts for rechargeable zinc-air batteries）《纳米级（Nanoscale）》2013年基于上转换纳米粒子的近红外光控小干扰RNA释放及其靶向细胞内递送（NIR Light Controlled Photorelease of siRNA and its Targeted Intracellular Delivery Based on Upconversion Nanoparticles）《纳米级（Nanoscale）》2010年直立排列的共轭聚合物（Aligned Conjugated Polymers Standing Upright）《微尺度（Small）》2009年基于配位聚合物模板的氧化锌纳米与微米结构制备（Zinc Oxide Nano- and Microfabrication from Coordination-Polymer Templates）《应用化学（Angewandte Chemie）》2006年通过缓慢还原法实现微米级金晶体的形貌控制生长（Shape-controlled Growth of Micrometer-sized Gold Crystals by a Slow Reduction Method）《微尺度（Small）》2005年单晶体的可控生长（The controlled Evolution of a Single Crystal）《科学》2002年化学折纸术：通过由半稳定配体形成的分子正方形合成柔性52元四核金属环（Chemical Origami：Formation of Flexible 52-Membered Tetranuclear Metallacylces via a Molecular Square Formed from a Hemilabile Ligand）《有机金属化学（Organometallics）》2002年通过蘸笔纳米光刻技术制备的磁性纳米粒子阵列（Arrays of Magnetic Nanoparticles via Dip-Pen Nanolithography）《先进材料（Advanced Materials）》截至2025年11月30日[16][3][4]
会议论文
时间文章名称会议名称2011年镧系参杂的LiYF4纳米粒子:合成和上转换光的多重调节第七届全国稀土发光材料学术研讨会截至2025年11月30日[16]
社会任职
时间任职单位职位2014年12月25日南京工业大学客座教授[5]——新加坡国立大学化学系副教授、化学系副主任[1]——新加坡科学院材料工程研究所高级研究员[6]——苏州工业园区新国大研究院高级研究员[6]——《Nanoscale》副主编[6]——《Chemistry-An Asian Journal》编委会成员[6]——《Advanced Optical Materials》编委会成员[6]——《Materials Research Society》会员[7]——《American Chemical Society》会员[7]——《COSMOS》编委[7]——《Science Bulletin》副主编[11]——《Journal of Luminescence》副主编[11]——《Nanotechnology Book Series》编委[11]
科研成就
刘小钢带领的研究小组在红外上转换发光材料和纳米钙钛矿发光材料领域，取得多项重大技术突破。他们广泛且深入地研究了发光材料的生长、发光机理，以及其在生物医学、光学传感、太阳能电池、三维立体显示等领域的应用。该小组在《Science》《Nature》《Nature Materials》《Nature Nanotechnology》《Nature Communications》《Journal of the American Chemical Society》《Angewandte Chemie International Edition》《Advanced Materials》等国际顶级科学刊物上发表170余篇SCI论文，总被引用三万余次，其中单篇最高引用两千四百余次[注4]。[12]他们与中国内地及香港、台湾地区，以及新加坡、日本、韩国、北美、欧洲等地的高校和科研院所建立了广泛而深入的合作关系。[6]他领导的研究小组，已承担国家自然科学基金、2011协同创新中心、苏州市纳米专项等多项科研项目。[10]
学术成就
刘小钢在《Nature》《Science》《Nature Nanotechnology》《Chemical Society Reviews》《Angewandte Chemie International Edition》《JACS》《Nano Letter》《Advance Materials》等期刊上发表论文120余篇[注2]，[2][10]被引用7000多次[注3]。[11]
人才培养
刘小钢教授培养了一批优秀博士毕业生和博士后。其中，5人获得中国教育部优秀自费留学生奖，1人获得山东省齐鲁学者称号。已有10余名课题组成员在中国高校任职[注5]。[6]2006年起，有两位浙江大学材料系博士毕业生加入刘小钢课题组做博士后，开展纳米生物材料、热电材料等方面的研究工作[注6]。[2]
人物评价
荣誉奖项
参考资料 16
- Prof. Xiaogang Liu（刘小钢） — 江苏先进生物与化学制造协同创新中心
- 新加坡国立大学化学系助理教授刘小钢博士学术报告会 — 浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室
- 刘小钢 — 苏州工业园区新国大研究院
- 参考 4
- 校长黄维院士出席新加坡国立大学刘小钢客座教授聘任仪式暨学术报告会 — 南京工业大学常青藤新闻网
- 稀土掺杂上转换纳米晶的发光调控 — 上海大学
- 祝贺！北工商校友刘小钢当选新加坡国家科学院院士 — 微信公众平台
- 全无机钙钛矿纳米晶闪烁体 — 万方数据
- 刚刚，利好传来！新突破！ — 证券时报网
- 牛大了!园区科研成果登上了《自然》杂志! — 我苏网
- 新加坡国立大学刘小钢教授访问福建物构所 — 中国科学院
- 【暑期国际学堂】2022年柔性电子研究院暑期国际学堂课程通知 — 西北工业大学柔性电子研究院
- 新加坡国立大学刘小钢教授来我校作学术报告 — 山东师范大学新闻网
- 新加坡国立大学刘小钢院士、Jagadese J. Vittal教授莅临我校开展学术报告 — 福州大学化学学院
- CCS Chemistry | 李振&刘小钢: 通过光诱导自由基和酮-乙醇同分异构揭示吩噻嗪衍生物… — 澎湃新闻
- 作者:"刘小钢" 作者单位: 新加坡国立大学 — 万方数据
注释
- 截至2025年11月30日
- 截至2018年9月5日
- 截至2014年10月28日
- 截至2022年6月13日
- 截至2017年
- 截至2010年6月15日