导师简介
如果你想申请美国莱斯大学 化学工程学系博士,那今天这期文章解析可能对你有用!今天Mason学长为大家详细解析莱斯大学的Prof.Marciel的研究领域和代表文章,同时,我们也推出了新的内容“科研想法&开题立意”,为同学们的科研规划提供一些参考,并且会对如何申请该导师提出实用的建议!方便大家进行套磁!后续我们也将陆续解析其他大学和专业的导师,欢迎大家关注!
Amanda Marciel现任美国莱斯大学化学工程系助理教授,同时在化学与应用物理拥有联合任命。她于2019年加入莱斯大学,学术背景深厚且跨学科特色鲜明。
教育经历方面,Marciel教授在加州大学伯克利分校获得Chemistry学士学位(2008年),随后在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校获得Biophysics博士学位(2015年),2015-2018年在芝加哥大学完成博士后研究。
研究分析
1.ScienceTwo-dimensional perovskite templates for durable, efficient formamidinium perovskite solar cells(2024, , 384(6701):1227-1235)
该论文是Marciel教授团队在能源材料领域的重要突破,引用率达110次。研究提出利用二维钙钛矿模板制备耐用高效的甲脒钙钛矿太阳能电池,通过调控钙钛矿界面结构,解决传统钙钛矿电池稳定性差的关键问题。创新点在于构建二维模板与三维甲脒钙钛矿的异质结,抑制离子迁移与晶界缺陷,使电池效率与寿命显著提升。该成果为钙钛矿太阳能电池的产业化应用提供了新策略,兼具基础研究与工程应用价值。
2. ACS Macro LettersCharge state of weak polyelectrolyte brushes determines salt-dependent swelling and hysteretic behavior
(2024, , 13(11):1570-1576)
作为Marciel教授核心研究方向“pH响应聚电解质刷”的代表性成果,论文揭示了弱聚电解质刷(PEBs)的电荷状态对盐依赖性溶胀及滞后行为的决定作用。通过精密聚合合成与先进光学成像技术,发现刷层电荷密度的细微变化会显著影响其在不同盐浓度下的溶胀动力学,为设计可控响应的智能界面材料提供了分子层面的理论依据,对药物递送、防污涂层等应用具有指导意义。
3.Energy & FuelsSolvent Quality Determines the Size and Interfacial Behavior of Soluble Asphaltene Nanoaggregate Clusters
(2025, , 39(13):6186-6194)
研究聚焦能源领域的沥青质纳米聚集行为,阐明溶剂质量对可溶性沥青质纳米聚集簇尺寸及界面行为的调控机制。采用光散射与流变学技术,量化分析不同溶剂条件下聚集簇的结构演变,为石油开采与加工过程中沥青质沉积问题的解决提供了基础数据,体现了软物质物理研究在能源工程中的实际应用价值。
研究想法
- pH响应聚电解质刷的药物控释系统设计:结合Marciel教授在PEBs pH响应行为的研究,可设计“多层级响应”药物载体。将抗癌药物包载于PEBs修饰的介孔硅纳米颗粒中,利用肿瘤微环境的弱酸性触发PEBs溶胀,实现药物初步释放;同时引入红光响应基团接枝到PEBs侧链,通过外部光照射进一步调控刷层收缩,实现药物的精准“脉冲释放”。通过体外细胞实验与动物模型验证,优化刷层电荷密度与光响应基团比例,提升药物递送效率与肿瘤靶向性。
- 聚两性电解质的生物医学成像探针开发:基于聚两性电解质链构象与相行为的研究,开发智能荧光成像探针。利用聚两性电解质在不同pH、离子强度下构象变化的特性,将荧光染料分子通过可断裂键连接到聚合物链上。当探针进入特定生物微环境(如炎症组织的酸性环境)时,聚合物构象改变导致荧光染料释放,荧光信号增强;同时通过调控单体序列,实现对不同生物标志物的特异性识别,提高成像的精准度与信噪比。
- 流体-流体界面带电聚合物的油水分离膜制备:针对带电聚合物在流体界面的行为研究,设计仿生超浸润油水分离膜。通过在多孔膜表面接枝含氟带电聚合物链,利用聚合物在油水界面的自组装特性,构建“亲水-疏油”或“亲油-疏水”的智能界面。当油水混合物接触膜表面时,带电聚合物链根据油相/水相的极性差异发生构象转变,实现高效分离;同时结合光或温度刺激响应,拓展膜在复杂工况下的适用性,为含油废水处理提供绿色高效的解决方案。
申请建议
1.学术背景准备
- 需构建扎实的跨学科知识体系:核心课程包括高分子化学、软物质物理、胶体与界面化学;
- 选修生物物理学、材料表征技术等课程,掌握聚合物链构象、相行为等基础理论。
- 推荐阅读Marciel教授发表的Science、ACS Macro Letters等代表性论文,以及软物质物理领域经典著作(如Soft Matter Physics: An Introduction),梳理其研究脉络与核心科学问题。
2.实验技能提升
- 核心实验技术:熟练掌握精密聚合合成方法(如ATRP、RAFT),具备制备聚电解质、聚两性电解质的实操经验;
- 掌握光散射(DLS、SLS)、流变学、荧光显微镜、原子力显微镜(AFM)等材料表征技术,优先有PEBs制备与表征经验者。
- 数据分析能力:学习使用Python(NumPy、Matplotlib库)或MATLAB处理实验数据,掌握聚合物链构象模拟软件(如GROMACS),具备基础的分子动力学模拟能力。
3.科研经历积累
- 优先参与高分子材料、软物质物理相关课题,如“刺激响应聚合物的合成与性能研究”“聚合物界面行为调控”等。若有机会,可开展小型研究项目,例如“pH敏感聚电解质刷的溶胀动力学测试”,尝试使用光散射技术量化分析不同条件下的刷层行为,积累实验数据与研究思路。积极参与学术会议,聆听软物质物理领域报告,了解学科前沿动态。
4.申请材料优化
- 动机信:控制在1-2页,具体阐述对Marciel教授研究方向的兴趣,结合自身学术背景与科研经历,说明如何对接其研究项目(如“曾参与聚电解质合成课题,掌握RAFT聚合技术,可助力PEBs相关研究”),并简要提及1个基于其研究的初步创新想法,体现科研主动性。
- CV与推荐信:CV清晰列出教育背景、科研经历、掌握的实验技能与软件工具;推荐信优先选择高分子化学或软物质物理领域的导师,推荐人需熟悉申请人的实验操作能力与科研潜力,在信中具体说明其在相关课题中的表现。
博士背景
Benzene,化学化工学院博士生,专注于有机合成化学和绿色化学研究。擅长运用计算化学和人工智能辅助设计方法,探索新型催化剂和环境友好型合成路径。在研究光驱动CO2还原制备高附加值化学品方面取得重要突破。曾获国家奖学金和中国化学会优秀青年化学家奖。研究成果发表于《Journal of the American Chemical Society》和《Angewandte Chemie》等顶级期刊。