劉靜,男,1969年4月出生于云南宣威,生物傳熱學(xué)專(zhuān)家,清華大學(xué)醫學(xué)院生物醫學(xué)工程系教授,中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所雙聘研究員。

1996年獲得清華大學(xué)工程熱物理專(zhuān)業(yè)工學(xué)博士學(xué)位。1998年入選中國科學(xué)院百人計劃。1999年從美國回來(lái)后進(jìn)入中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所工作,并創(chuàng )建了低溫生物與醫學(xué)實(shí)驗室。2008年兼任清華大學(xué)醫學(xué)院生物醫學(xué)工程系教授,主持醫學(xué)微系統技術(shù)實(shí)驗室。

2014年獲得威廉·伯格獎,是首位獲得此獎的中國科學(xué)家。

中文名

劉靜

性別

出生日期

1969-04

國籍

中華人民共和國

出生地

宣威

畢業(yè)院校

清華大學(xué)

最高學(xué)歷

博士研究生

職業(yè)

教授

任職機構

清華大學(xué)生物醫學(xué)工程系

主要成就

2014年獲得威廉·伯格獎

人物經(jīng)歷

早年經(jīng)歷

劉靜照片

1987年7月,從宣威市第一中學(xué)畢業(yè)[1],被清華大學(xué)熱能工程系燃氣輪機專(zhuān)業(yè)錄取。大二下半學(xué)期,選擇了物理系現代應用物理專(zhuān)業(yè)作為第二學(xué)位。

1992年7月,獲得清華大學(xué)熱能工程系燃氣輪機專(zhuān)業(yè)工學(xué)學(xué)士學(xué)位及物理系現代應用物理專(zhuān)業(yè)理學(xué)士學(xué)位,同年直攻博士,在導師建議下專(zhuān)攻生物傳熱學(xué)。

工作經(jīng)歷

劉靜 演講

1996年2月,獲得清華大學(xué)工程熱物理專(zhuān)業(yè)(生物傳熱學(xué)方向)工學(xué)博士學(xué)位后留校任教,此后前往美國普渡大學(xué)進(jìn)行博士后研究,并在麻省理工學(xué)院當高級訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者。

1998年,入選中國科學(xué)院百人計劃。

1999年6月,從美國回來(lái)后進(jìn)入中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所工作,創(chuàng )建了中國科學(xué)院低溫生物與醫學(xué)實(shí)驗室(暨低溫生物醫學(xué)工程學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗室)[2]。

2003年,獲得國家杰出青年科學(xué)基金資助。4月在清華大學(xué)經(jīng)管學(xué)院高級經(jīng)理工商管理精選課程(2005年5月結業(yè))。

2008年7月,兼任清華大學(xué)醫學(xué)院生物醫學(xué)工程系教授,主持醫學(xué)微系統技術(shù)實(shí)驗室,同時(shí)繼續擔任中科院理化技術(shù)研究所低溫生物醫學(xué)實(shí)驗室課題組長(cháng)。截至2013年,劉靜先后指導畢業(yè)41名碩士、博士生及24名本科畢業(yè)設計,其中有19人次獲得中國科學(xué)院院級及清華大學(xué)校級獎學(xué)金或競賽獎,5人次入選全國優(yōu)秀博士論文提名、中國科學(xué)院優(yōu)秀博士論文獎或提名;所指導研究生或助手中,已有3人成長(cháng)為教授或研究員(1名入選中科院百人計劃,1名入選教育部“新世紀優(yōu)秀人才支持計劃”),1名入選北京市科技新星人才計劃,4人被提升為副研究員或副教授。先后5次獲得中國科學(xué)院優(yōu)秀研究生指導教師獎或優(yōu)秀教師稱(chēng)號。

主要成就

科研成就

??科研綜述

劉靜長(cháng)期致力于生物醫學(xué)工程、移動(dòng)健康、液態(tài)金屬與工程熱物理等領(lǐng)域交叉科學(xué)問(wèn)題研究。在生物傳熱傳質(zhì)學(xué)研究方面做出了系統的理論、技術(shù)與應用創(chuàng )新,建立有系列新型高、低溫醫療方法及生物 熱測試技術(shù),研發(fā)的高低溫復式腫瘤治療裝備“康博刀”獲得重大臨床應用。在新興的液態(tài)金屬領(lǐng) 域,發(fā)現系列全新科學(xué)現象、基礎效應和變革性應用途徑,開(kāi)辟了液態(tài)金屬在生命健康、柔性機器、信息(芯片冷卻)、先進(jìn)制造及能源等方面全新應用。

??冷熱刀

2017年,劉靜憑借冷凍消融技術(shù)成果獲得2016年度北京市科學(xué)技術(shù)獎勵一等獎,已成功實(shí)現臨床轉化應用。劉靜團隊聯(lián)合海杰亞(北京)醫療器械有限公司共同開(kāi)發(fā)的具有完全自主知識產(chǎn)權的高低溫復式腫瘤治療設備-“康博刀”2017年上半年通過(guò)國家食藥總局“創(chuàng )新醫療器械特別審批”,獲準注冊上市。該設備在國際上首次實(shí)現了集深低溫冷凍治療與高溫熱療功能于一體,突破了單一冷凍治療或高溫熱療的技術(shù)局限,已取得12項發(fā)明專(zhuān)利,技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平,打破了美國和以色列在腫瘤微創(chuàng )低溫冷凍治療領(lǐng)域的市場(chǎng)壟斷,被《中國科學(xué)院簡(jiǎn)報》評為“領(lǐng)跑?chē)H的治癌新設備”。

??液態(tài)金屬

劉靜參加學(xué)術(shù)會(huì )議

2001年,劉靜開(kāi)始尋找一種能讓計算機芯片快速散熱的材料,在多次的嘗試后,劉靜意識到液態(tài)金屬具有超高的導熱性,作為冷卻液可將集成電路里的熱量快速導出,就此他開(kāi)始了在液態(tài)金屬領(lǐng)域的研究。

2013年夏,劉靜和團隊在世界上首次發(fā)現了電場(chǎng)控制下液態(tài)金屬與水的復合體可在各種形態(tài)及運動(dòng)模式之間發(fā)生轉換的基本現象。緊接著(zhù)又在世界上首先發(fā)現液態(tài)金屬在吞食少量鋁后能自主高速運動(dòng)且能變形的奇異行為。

2015年,在《Small》上在線(xiàn)發(fā)表的題為“基于自驅動(dòng)液態(tài)金屬馬達群碰撞與融合行為的過(guò)渡態(tài)機器”(Transient state machine enabled from the colliding and coalescence of a swarm of autonomously running liquid metal motors)論文中,研究小組首次定義并證實(shí)了一種嶄新的機器形態(tài)-過(guò)渡態(tài)機器,論文被選為期刊內封面故事。

??承擔科研項目

截至2011年,劉靜承擔了企業(yè)產(chǎn)業(yè)化項目,國家自然科學(xué)基金、“863”計劃、國家科技支撐計劃、北京市科技計劃項目等多項,也獲得了北京市科學(xué)技術(shù)獎、中國電子學(xué)會(huì )電子信息科學(xué)技術(shù)獎等[3]。

??液態(tài)金屬外骨骼

2021年3月,清華大學(xué)劉靜教授團隊等共同研發(fā)出液態(tài)金屬“外骨骼”,可替代傳統石膏。這種液態(tài)金屬加熱后可隨意揉捏,壓實(shí)后恢復硬度,將關(guān)節裹得嚴嚴實(shí)實(shí),還可反復使用。[5]

時(shí)間

項目名稱(chēng)

獎勵名稱(chēng)

2008年用于操縱微/納米對象的冰鑷技術(shù)研究及其應用國家自然基金委優(yōu)秀進(jìn)展項目獎
2008年室溫金屬流體芯片散熱技術(shù)中國電子學(xué)會(huì )電子信息科學(xué)技術(shù)二等獎
2008年CPU液態(tài)金屬散熱器中國國際工業(yè)博覽會(huì )創(chuàng )新獎
2010年新一代應用于臺式計算機的液態(tài)金屬散熱器第十三屆北京技術(shù)市場(chǎng)金橋獎項目一等獎
2016年腫瘤診療中的生物傳熱學(xué)理論構建與能量調控機制研究北京市科學(xué)技術(shù)獎 三等獎
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??論文著(zhù)作&授權專(zhuān)利

截至2011年,劉靜先后出版9部跨學(xué)科前沿著(zhù)作,多為國內外同主題首部著(zhù)作,應邀撰寫(xiě)有14篇中英文著(zhù)作章節。發(fā)表期刊論文300余篇,國際會(huì )議論文70余篇;申請專(zhuān)利100余項(已獲授權60余項),一批成果轉讓企業(yè)。

出版著(zhù)作

出版時(shí)間

名稱(chēng)

作者

出版社

2011《手機平臺上的生物醫學(xué)工程學(xué):原理及應用》劉靜, 于洋, 劉琳北京:科學(xué)出版社
2010.8《先進(jìn)低成本醫療技術(shù)》劉靜, 饒偉, 賈得巍北京:科學(xué)出版社
2010.3《超常規能源技術(shù)》劉靜, 鄧月光, 賈得巍北京:科學(xué)出版社
2008.5《腫瘤熱療物理學(xué)》劉靜, 鄧中山北京:科學(xué)出版社
2008.1《熱學(xué)微系統技術(shù)》劉靜北京:科學(xué)出版社
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代表性論文

Y. Yu, J. Zhang, J. Liu*, Biomedical implementation of liquid metal ink as drawable ECG electrode and skin circuit, PLoS ONE, vol. 8(3), pp. e58771, 2013

C. Jin, Z.-Z. He, J. Zhang, X.-Y. Yang, J. Liu*, Enhanced thermographic detection of skin cancer through combining laser scanning and biodegradable nanoparticles, ASME Journal of Nanotechnology in Engineering and Medicine, DOI: 10.1115/1.4024129, 2013.

Z. Q. Sun, Y. Yang, and J. Liu*, Alternative cooling and heating as a novel minimally invasive approach for treating obesity, International Journal of Thermal Sciences, vol.64, pp. 29-39, 2013.

X. Xue, Z.Z. He*, J. Liu*, Computational study of thermal effects of large blood vessels in human knee joint, Computers in Biology and Medicine, vol.43, pp. 63-72, 2013.

S. F. Mei, Y. X. Gao, H. Y. Li, Z. S. Deng, and J. Liu*, Thermally induced porous structures in printed gallium coating to make transparent conductive film, Applied Physics Letters, vol. 102, pp. 041509-1-4, 2013.

H. S. Ge, H. Y. Li, S. F. Mei, J. Liu*, Low melting point liquid metal as a new class of phase change material: An emerging frontier in energy area, Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 21, pp. 331-346, 2013.

X. Xue, Z. Z. He*, J. Liu*, Detection of water-ice phase transition based on Raman spectrum, Journal of Raman Spectroscopy, 2013

Y. X. Gao, H. Y. Li and J. Liu*, Direct writing of flexible electronics through room temperature liquid metal ink, PLoS ONE, vol.7(9), pp. e45485(10 pages), 2012.

D.-R. Di, Z.-Z. He, Z.-Q. Sun, and J. Liu*, A new nano-cryosurgical modality for tumor treatment using biodegradable MgO nanoparticles, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, vol.8, pp. 1233-1241, 2012 (Feature Article & Cover Article).

Q. Wang, L.P. Xie, Z.Z. He, D.R. Di, J. Liu*, Biodegradable magnesium nanoparticles enhanced laser hyperthermia therapy, International Journal of Nanomedicine, vol.7, pp. 4715-4725, 2012.

Q. Wang, Z. S. Deng, J. Liu*, Theoretical evaluations of magnetic nanoparticle-enhanced heating on tumor embedded with large blood vessels during hyperthermia, Journal Nanopart Res, vol.14, pp. 974 (10 pages), 2012.

Z. Sun,Y. Yang,J. Liu*, In vivo experiments and numerical investigations on nanocryosurgical freezing of target tissues with large blood Vessels, Journal of Biomedical Nanotechnology, 8(1), pp. 1-9, 2012.

D. Dai, J. Liu*, Human powered wireless charger for low-power mobile electronic devices, IEEE Transactions on Consumer Electronics, vol.58(3), pp. 767-774, 2012.

C. Jin, Z.Z. He, S.S. Zhang, M.C. Qi, Z.Q. Sun, D.R. Di, J. Liu*, A feasible method for measuring the blood flow velocity in superficial artery 3 based on the laser induced dynamicthermography, Infrared Physics & Technology, vol.55, pp. 462-468, 2012.

C. Jin, Y. Yang, Z.-J. Xue, K.-M. Liu, J. Liu*, Study on an automated analysis method of knee osteoarthritis screening using medical infrared thermography, Journal of Medical and Biological Engineering, 2012.

Q. Zhang, Y. Zheng, J. Liu*, Direct writing of electronics based on alloy and metal ink (DREAM Ink): A newly emerging area and its impact on energy, environment and health sciences, Frontiers in Energy, vol.6(4), pp. 311-340, 2012 (Invited Feature Article).

D. Jia., W. Rao, C. Wang, C. Jin, S. Wang, D. Chen, M. Zhang, J. Guo, Z. Chang, J. Liu*, Inhibition of B16 murine melanoma metastasis and enhancement of immunity by fever-range whole body hyperthermia, International Journal of Hyperthermia, vol.27, pp. 275-285, 2011. (Cover Article)

J. Xiao, Z.Z. He, Y. Yang, B.W. Chen, Z.S. Deng, J. Liu*, Investigation on three-dimensional temperature field of human knee considering anatomical structure, International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 54, pp. 1851–60, 2011.

Y. Yang, J. Liu*, Detection of atherosclerosis through mapping skin temperature variation caused by carotid atherosclerosis plaques, ASME Journal of Thermal Science and Engineering Applications, vol.3, pp. 031005, 2011.

Q. Wang, J. Liu*, Effects of nonuniform tissue properties on temperature prediction in magnetic nanohyperthermia, ASME Journal of Nanotechnology in Engineering and Medicine, vol.2, pp. 021012, 2011.

授權專(zhuān)利

授權年度

名稱(chēng)

專(zhuān)利申請號

申請人

2004用于局部腫瘤熱療的沸水注入式探針型熱療儀1141788.90劉靜,桂林,周一欣
2004對皮膚交替實(shí)施冷熱刺激的減肥裝置02159757.X劉靜,呂永鋼
2005檢測凍存生物樣品質(zhì)量的檢測方法和裝置1102021.00劉靜,張艷婷
2005用于人體腔道腫瘤冷凍治療的柔性冷刀探針2104246.20劉靜
2005以低熔點(diǎn)金屬或其合金作流動(dòng)工質(zhì)的芯片散熱用散熱裝置2131419.50劉靜,周一欣
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獲得榮譽(yù)

時(shí)間

榮譽(yù)/表彰

參考資料

2007年第十屆中國青年科技獎
2007年第22屆國際制冷大會(huì )Best Poster Award
2008年茅以升科學(xué)技術(shù)獎—北京青年科技獎
2011年2010-2011年ASME Journal of Electronic Packaging 度唯一最佳論文獎
2014年8月威廉·伯格獎(The William Begell Medal,4年1次,每次1名)
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人物評價(jià)

劉靜參加活動(dòng)

中國科學(xué)院:劉靜對促進(jìn)中國生物醫學(xué)工程與熱科學(xué)新興交叉學(xué)科領(lǐng)域的快速發(fā)展和人才培養作出重要貢獻。

2015年度科技創(chuàng )新人物

:劉靜和他的同事們對液態(tài)金屬的研究,是中國科學(xué)家在熱點(diǎn)科學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)原創(chuàng )性科研成果,他們取得的一系列突破將被打上深深的中國烙印。[4]