姓名 ： 于養(yǎng)信

任教專業(yè) ： 理學(xué)-化學(xué)類

在職情況 ： 在職。清華大學(xué)化學(xué)工程系教授、博士生導(dǎo)師。

性別 ： 男。1966年03月24日生

所在院系 ： 化學(xué)工程系

所在學(xué)校：清華大學(xué)

研究方向 ：

1高壓流體熱力學(xué)性質(zhì)，流體相平衡，電解質(zhì)溶液

2多孔介質(zhì)吸附特性的分子模擬研究3流體的傳遞性質(zhì)研究4非均相流體的熱力學(xué)性質(zhì)研究

1966年3月生于陜西省西安市 ，1988年獲清華大學(xué)學(xué)士學(xué)位，1991年獲清華大學(xué)碩士學(xué)位。2005年獲清華大學(xué)化學(xué)工程系化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)博士學(xué)位； 1991年至今在清華大學(xué)化學(xué)工程系任教，1998年晉升為副教授。2005年12月晉升為教授；現(xiàn)每年可招碩士生2人 彰武2001年4月至2002年9月在美國加州大學(xué)(Riverside)進行訪問研究 。

生物體液結(jié)構(gòu)和擴散性質(zhì)，界面化學(xué)工程，化工熱力學(xué)

我們以生物體液為研究對象，探討電解質(zhì)小離子對脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)以及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和擴散的影響。應(yīng)用計算機分子模擬和密度泛函理論，研究離子在生物大分子周圍的密度分布，探討體液中PH值和小離子種類及其濃度對生物大分子-配體作用的影響，同時揭示體液在細胞膜內(nèi)外的擴散規(guī)律。這些研究對于化學(xué)工程中核酸和蛋白酶的生產(chǎn)與提純以及制藥工業(yè)都有著重要的意義，同時也能幫助我們認(rèn)識某些疾病的發(fā)病原因(例如有一種糖尿病就是由于胰島素和糖的結(jié)合能力下降造成的)。

針對化學(xué)、化工、生物、醫(yī)藥、材料以及環(huán)境中的復(fù)雜雙液相反應(yīng)和分離體系，研究微孔液、膠團和反膠團的微、介觀結(jié)構(gòu)和界表面性質(zhì)，以及各種實際流體在微、介觀尺度下的密度分布、液-液平衡以及傳遞性質(zhì)。納米技術(shù)的最新發(fā)展面臨的任務(wù)是不僅要測量原子的性質(zhì)，而且要控制原子在復(fù)雜組裝體中的排列及其性質(zhì)。這些組裝體通常由流體在界面處形成，這就需要用密度泛函理論和分子模擬從理論上解決組裝體形成過程出現(xiàn)的流體界面問題。例如，現(xiàn)代納米技術(shù)中的通過分子印記制備模板組裝體，通過溶劑蒸發(fā)制備以自組裝二氧化硅為基礎(chǔ)的納米結(jié)構(gòu)材料以及通過化學(xué)識別作用制備可控轉(zhuǎn)換性質(zhì)的雙層脂肪流體等都涉及到流體的界面問題。尤其是由于大部分化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在催化劑表面，許多分離設(shè)備的效率取決于相界面性質(zhì)，納米材料的制備和生產(chǎn)需要在界面層進行，所以進一步開展密度泛函理論和分子模擬的應(yīng)用研究對于化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展和新型化學(xué)反應(yīng)及分離工藝的開發(fā)等，具有重要的意義。

工業(yè)尾氣(如鍋爐煙道氣、紡織行業(yè)定型機尾氣等)未經(jīng)處理排放是造成空氣污染的主要原因之一。我們針對不同工業(yè)尾氣的溫度和組成，研究對其余熱和組成的綜合利用，達到節(jié)能和廢物(尾氣中的有機物等)的循環(huán)回收，設(shè)計尾氣凈化處理和有機物回收的工藝路線及相關(guān)設(shè)備。開發(fā)生物質(zhì)氣脫除二氧化碳的新工藝。此項研究對于治理大氣環(huán)境污染有著重要的意義和經(jīng)濟價值。 開發(fā)和分子設(shè)計脫除汽車尾氣中氮化物的分子篩催化劑，應(yīng)用計算化學(xué)研究氣體在金屬及金屬氧化物催化劑表面的化學(xué)吸附和物理吸附過程。

化學(xué)工業(yè)加工的對象大多是處于液體狀態(tài)。由于產(chǎn)品日趨繁復(fù)，液體體系已由簡單流體發(fā)展為電解質(zhì)溶液、高聚物溶液、生物大分子溶液、膠體溶液等。流體所處條件也更為苛刻，如高溫、高壓、超臨界等。因此從流體的分子性質(zhì)出發(fā)，由統(tǒng)計力學(xué)所建立的液體理論推算及預(yù)測流體的性質(zhì)，已成為化工產(chǎn)品及過程開發(fā)的關(guān)鍵。

應(yīng)用分子模擬技術(shù)，采用商用軟件Material Studio和Amber軟件包以及本課題組積累的分子模擬軟件，模擬研究脫硫脫氮催化反應(yīng)體系、電池儲能體系、超級電容器、生物雙分子層結(jié)構(gòu)與功能、膜材料及其分離特性、DNA與蛋白質(zhì)藥物的作用機理等，并對模擬出的有良好應(yīng)用前景的體系，做進一步的實驗研究以及工業(yè)化設(shè)計。

1. 離子誘導(dǎo)DNA構(gòu)象轉(zhuǎn)變的密度泛函理論研究，國家自然科學(xué)基金，2009-2011，課題負責(zé)人； 2. 應(yīng)用密度泛函理論研究納濾膜的分離特性，教育部博士點基金，2008-2010，課題負責(zé)人； 3. 膜性質(zhì)的分子模擬和密度泛函理論研究,973課題，2003-2008，課題負責(zé)人； 4. 離子在帶電納米孔內(nèi)傳遞的理論研究，自然科學(xué)基金,2004-2006,項目負責(zé)人； 5. 離子在核酸周圍分布及其熱力學(xué)性質(zhì)研究, 自然科學(xué)基金,2004-2006,項目負責(zé)人； 6. 自洽積分方程理論研究電解質(zhì)溶液擴散性質(zhì),自然科學(xué)基金,2002-2004,項目負責(zé)人。

1.在電解質(zhì)溶液研究方面，首次提出了有效陽離子直徑的表達式，并結(jié)合原始平均球近似理論(MSA)，成功地關(guān)聯(lián)計算了各種高農(nóng)電解質(zhì)及其混合物的活度系數(shù)。隨后首次將其應(yīng)用于研究電解質(zhì)溶液的表面張力；將非原始MSA與微擾理論有機地結(jié)合起來，首次成功地應(yīng)用非原始平均球近似和微擾理論建立了預(yù)測電解質(zhì)溶液高壓氣體溶解度的理論模型，計算結(jié)果與實驗值良好�！　� 2.在流體擴散性質(zhì)研究方面，首次以分子模擬數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)系統(tǒng)地提出了方阱流體、長鏈流體和締合流體的自擴散系數(shù)理論模型，其對長鏈分子(碳原子數(shù)達154)和締合流體計算精度優(yōu)于國際上現(xiàn)有的各種模型；使用Yukawa模型，結(jié)合流體力學(xué)理論，提出了預(yù)測蛋白質(zhì)溶液互擴散系數(shù)的方法，能解釋互擴散系數(shù)隨濃度變化曲線出現(xiàn)極值的現(xiàn)象�！　� 3.在非均勻流體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)研究方面，對基本度量理論(FMT)使用硬球混合物的BMCSL狀態(tài)方程進行了改進，改進后的理論對非均勻流體在接觸點的密度的預(yù)測更為準(zhǔn)確。將FMT與熱力學(xué)微擾理論及平均球近似結(jié)合，分別提出了準(zhǔn)確計算非均勻締合流體、聚合物和雙電層結(jié)構(gòu)的密度泛函計算方法，同時對Percus測試粒子法進行了擴展，首次成功地用密度泛函理論同時預(yù)測了聚合物分子間和分子內(nèi)的相關(guān)函數(shù)。所提出的密度泛函理論可應(yīng)用于研究界面吸附、界面張力、受限空間的相平衡、外場對流體結(jié)構(gòu)的影響以及成核現(xiàn)象等�！　� 4.在分子模擬研究方面，使用巨正則系綜Monte Carlo模擬對碳納米管儲氫和分離氣體混合物進行了研究，通過路徑積分法計入氫氣的量子效應(yīng); 研究了磷脂雙層摸的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、超臨界二氧化碳體系的擴散性質(zhì)和平衡熱力學(xué)性質(zhì)等。 5. 建立了紡織行業(yè)中定型機尾氣能量和物質(zhì)回收裝置，使尾氣排放達到國家標(biāo)準(zhǔn)，回收油品產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。