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        邢長民博士

        時間:2022年03月17日信息來源:焦點關注網收藏此文 【字體:


         邢長民博士

        邢長民,北京化工大學高分子博士(師從楊萬泰院士),獲BUCT-BASF(巴斯夫)優秀化學博士獎。高級工程師,中國化工學會化工新材料專委會高級會員,英國皇家化學會會員,中關村科創納米研究會理事長。北京化工大學、北京理工大學專碩研究生導師,山東省魯南工程技術研究院特聘專家。依“輸入內地人才計劃”于香港科技大學唐本忠院士AIE研究組工作學習。長期從事高分子、復合材料以及納米材料的分子設計和性能調控,在國內外核心期刊發表系列研究論文,其中十余篇以第一作者發表在國際SCI 權威期刊Macromol. Rapid Comm.、J. Polym. Sci.、Macromol. Chem. Phys.等等,另申請國家發明專利20余項。 

               先后于海淀留學生創業園、中關村生物醫藥園、解放軍301醫院第八醫學中心(原309醫院)進行新材料技術應用研發。在北京中關村創辦道淼科技(Tao&Sea)、清北高科、納米研究會等技術產業化平臺,致力于新材料技術在建材、環保、醫藥、能源領域的推廣與應用。先后榮獲“中關村留學生創業資金”資助、“中關村高新技術企業” 資質及“海淀區創新企業”資質。降解高分子材料、納米催化高級氧化等項目分別獲中關村海淀園、北京市科委創新資金以及科技部創新基金的立項資助。發起成立“中關村博士論壇”,積極探索科技“知本家”創新、創業的有效途徑和模式。



        科研經歷:

        ●  自穩定沉淀聚合制備高分子微納米球

               在楊萬泰院士研究組,在國際期刊首次發表“自穩定沉淀聚合”制備高分子微納米球的論文,并申報國家發明專利。這是一種完全新穎的非均相聚合反應體系,與傳統制備高分子球的乳液聚合、分散聚合有很大不同,通過調整大分子鏈的微結構與反應介質之間的相互作用性,聚合體系中不需添加任何乳化劑(或分散劑)便可得到高分子膠體球的穩定分散相。據此提出了“自穩定沉淀聚合”的概念。該體系有三個特點:1)機理類似于小分子(無機/有機/生物)的結晶機制,在聚合物體系尚屬首次;2)粒子“活性增長”,可精確控制在 80~3000 nm 之間,球徑均勻;3) 通過二次成核,可制備花型粒子,串狀粒子。

        另外重要的是,此類高分子微納米球的表面帶有高反應活性的酸酐官能團,這為通過酐基的一系列后續反應對微球進行表面修飾提供了方便,從而有利于開拓其在生物醫學領域的應用。

        ●   熒光高分子微納米球的制備

               在香港科技大學唐本忠院士AIE研究組,通過乳液、微乳液、反相乳液等聚合方法將一種經過化學修飾的新型熒光分子引入到高分子球的內部,得到了一種全新的熒光高分子微納米球。此種熒光分子具有獨特的聚集誘導發光(aggregation-induced-emission, AIE)性能,不僅熒光量子產率高,而且無自淬滅(self-quenching)效應,無漂白(bleaching)現象。另外重要的一點是,該制備技術通過共價鍵將熒光分子與膠體球的大分子鏈連成一體,從而避免了傳統物理包覆方法中熒光分子容易泄漏的缺點。此種熒光高分子球的化學成分可以調節,尺寸可控,粒徑均勻,在細胞標記、生物成像、光電材料等領域具有廣泛的應用。該技術已申請一項美國發明專利。

        ●   離心靜電紡絲技術制備超細納米纖維

        靜電紡絲超細納米纖維具有直徑小、比表面積大、孔隙率高、柔軟舒適以及高吸附性、抗菌性等特點,超高的比表面積可使納米纖維的表面能和生物化學活性大大增強,從而在化學、物理、環保、生物、醫學等方面表現出優異的特性。當前市面上的過濾材料主要是物理阻隔作用,納米纖維復合膜既可以去除PM2.5顆粒,又可以高效殺菌消毒、去除甲醛,是一種快速高效、針對性強、常溫常壓無光條件下凈化空氣的全新方法,可廣泛用于高端口罩、中央空調、新風系統、醫院病房等空氣凈化領域。另外納米纖維還可用于細胞和藥物分子載體、創傷敷料、組織工程支架、血液透析等生物醫學領域。

        ●    靶向治療性生物降解支架

               在解放軍309醫院(現301醫院第八醫學中心)消化內科開發消化道可降解支架,兼具靶向治療性和藥物緩釋性。通過在支架上附載特定藥物和放射性元素,使支架植入人體管腔后在提供物理支撐的同時,可以對狹窄、梗阻、腫瘤等病灶部位進行藥物緩釋和放射治療。從材料設計的高度研制自有知識產權的生物降解支架,將使我國在世界范圍的微創介入治療領域占有領先地位,具有很大的醫學價值和巨大的市場前景。本項目已榮獲中國留學人員創新創業大賽一等獎,并先后獲北京市科委創新資金及科技部創新基金的立項資助。

        ●  電化學高級氧化消毒凈水技術

               與中科院生態環境研究中心的院士專家合作研發貴金屬涂層鈦陽極及電化學高級氧化消毒凈水技術。在多孔導電材料的基體上復合一層無機納米膠體粒子,極大地增加了基材的比表面積,然后在此基礎上進一步復合鉑族貴金屬或稀土氧化物材料,形成高電流密度的電子激發場,在通電狀態下貴金屬或稀土元素誘導水體中的分子、離子、粒子等發生協同反應,產生·OH、·O、·Cl、ClO-,H2O2等強氧化性物質。這些強氧化性物質可用于醫療器械、醫務人員的消毒,遠洋運輸船、軍艦、潛艇等船只壓艙水體的藻類、細菌、病毒的滅絕,以及高密度水產養殖系統的水處理,另外還可以深度氧化去除工業廢水、生活廢水、河流、湖泊中的氨氮和溶解性有機物。設計的電化學催化消毒裝置先是用于北京海洋館海獅池(替代傳統的臭氧消毒),后是用于太湖梅梁灣及無錫泊渡河的藍藻治理(替代傳統的化學滅藻方式),并逐步擴大應用領域。

        ●    聚氨酯、氟樹脂、無機體系等高性能涂料的開發 

               開發了一種高強高韌的雙組分聚氨酯(2K-PU)涂料,該工藝過程完全用水做反應介質,沒有引入任何有機溶劑,加之聚合反應完全,故所得涂料的揮發性有機化合物(VOC)含量幾乎為零,屬于真正的水性環保涂料。該涂料可用于豪華室內裝修、高檔木器家具以及汽車用漆等高端領域。

        全氟(4F)樹脂涂料是新興的高性能涂料,對戶外紫外線具有極佳的抵抗作用,耐久性可達20年以上,被譽為“涂料王”。 氟涂料漆膜為氟烯烴惰性表面,具有超強耐沾污性,或稱“荷葉效應”。可用于建筑物外墻、屋頂、戶外大型鋼結構,以及軍事設施上防冰雪堆積、雨水干擾以及抗化學試劑玷污等。

        另外,無機體系的防腐蝕涂料,具有耐高溫沖擊、防腐蝕性能優異的特點,最高可經受2000℃的高速氣流沖擊,最低可經受液氮和200℃以上的高低溫沖擊,涂層完好不脫落。所研發的系列產品以水為溶劑,無毒、無污染、無異味,完全符合環保要求,具備國內領先的優勢。

        ●   高分子材料的表面功能化改性

               通過紫外光引發的接枝共聚反應(UV-induced photografting),將攜帶高活性官能團的大分子鏈引入到高分子材料的表面,顯著地提高了惰性高分子材料的表面反應性、親水性以及生物相容性。采用“大分子設計”的思路,對表面接枝鏈的生長及其微結構進行了有效控制,形成一層“聚合物刷(polymer brush)”的介觀結構。衰減全反射紅外光譜(ATR-IR)證明高分子材料的表面成功地引入了攜有高活性酸酐官能團的接枝鏈,視頻光學接觸角測量儀檢測表明聚烯烴高分子材料的表面接觸角可由改性前的104º(高疏水)降至10º以下(高親水)。以此功能化的表面作為平臺,可以方便地實施氨基酸或多肽等生物分子的鍵合、酶的固定化、細胞的粘附等等,這為高分子材料在生物醫學領域的應用奠定了基礎。

        ●   表面接觸抗菌高分子材料的開發

               通過光接枝技術將一種水溶性高分子聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)引入材料的表面,不僅有效提高了材料表面的親水性、生物相容性,而且含有孤對電子的吡咯烷酮官能團具有很強的絡合過渡金屬離子、鹵素原子和藥物分子的能力。利用此特性,將一種先進的醫用抗菌劑“聚維酮碘(PVP-I)”成功地鍵合在高分子材料的表面,得到了一種新型的表面抗菌材料。該表面抗菌材料從根本上有別于傳統的物理摻混型抗菌材料,后者抗菌劑用量大、材料本體性能受影響而且抗菌劑易流失。通過與中科院微生物研究所合作進行的抗菌實驗,表明該表面抗菌材料對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌以及真菌等都具有很強的殺滅作用,具有廣譜、高效、緩釋的特點。該技術在新型抗菌紡織織物領域具有很好的應用前景。

        ●   新型盤狀液晶高分子的合成

               通過在聚乙炔剛性大分子鏈的側基上引入苯并菲盤狀液晶單元,得到了一種新型的側鏈型盤狀液晶(discotic liquid crystal)高分子。該液晶高分子的晶胞參數可以通過苯并菲的芳環取代基進行有效調節,從而產生不同介觀結構的液晶相態。在液晶顯示器件領域,盤狀液晶與傳統的棒狀液晶進行微觀尺度上的結構設計,可以解決液晶顯示器可視角狹小的缺點。

        ●   膠體粒子模板法制備核-/空心高分子球及介孔/大孔功能材料

                以“自穩定沉淀聚合”的高分子膠體球作為模板(template),將其均勻分散到單體溶液中然后引發聚合反應,生成的大分子鏈被高比表面積的膠體球吸附而沉積,最終形成核-殼結構(core-shell structure)的復合粒子。將中心的模板粒子用適當的溶劑溶解掉,即得到了空心    粒子(hollow particle)。核-殼復合粒子中殼的化學成分和厚度可以進行調節,從而使復合粒子的力學、熱學以及光學等諸多性能可以在很大的范圍內進行調節;而空心粒子不僅具有低密度、高比表面的特性,而且其空心部分可以容納大量的客體分子,故可用于藥物緩釋的載體、酶催化的微反應器等等。同樣以“自穩定沉淀聚合”的高分子膠體球作為模板,將其均勻地分散到單體或預聚體中然后固化成型,最后用適當的溶劑把模板粒子溶解掉,即得到了介孔/大孔結構(meso/macro-porous structure)的功能材料。掃描電子顯微鏡(SEM)觀察發現材料的表面和內部微孔結構豐富,而且微孔的大小完全復制了模板粒子的尺寸。介孔/大孔材料不僅在催化、吸附、分離等領域中具有廣闊的應用前景,而且還可以將不同種類的納米粒子組裝到孔洞里面,從而出現奇特的光、電、磁等特性。



        論文




        1. 楊萬泰,邢長民,劉振杰,鄧建元. 自穩定沉淀聚合——一種新的聚合物膠體體系(2014年中國化學會第29屆學術年會摘要集—第08分會:高分子科學)


        2. 王雪明,邢長民,李楠. 可降解高分子納米空心粒子載中藥血竭的工藝方法及體外釋放。中國組織工程研究,2014,第18卷,第52期,pp 8438-8442.


        3. Chang-Min Xing, Nan Li, and Yong Liu. Preparation and Dissolution of Solid Dispersions of Sanguis Draconis. Advances in Engineering Research, 2016, volume 113, pp 900-903.


        4. Chang-Min Xing, Jacky W. Y. Lam, Keqing Zhao, Ben Zhong Tang. Synthesis and Liquid Crystalline Properties of Poly(1-alkyne)s Carrying Triphenylene Discogens. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry,2008, Vol.46, pp 2960-2974.


        5. Chang-Min Xing, Yuning Hong, Yongqiang Dong, Jacky Wing Yip Lam, Anjun Qin, Matthias Häuβler, and Ben Zhong Tang. Novel Fluorescent Polymer Nanoparticles with Chemically Bonded Tetraphenylethylene Derivatives. 233rd ACS National Meeting, Division of Polymer Chemistry, USA,2007, vol.48, pp 466-467.


        6. Chang-Min Xing, Jacky W. Y. Lam, Anjun Qin, Yongqiang Dong, Matthias Häuβler, Wan-Tai Yang, and Ben Zhong Tang. Unique Photoluminescence from Nonconjugated Alternating Copolymer Poly[(maleic anhydride)-alt-(vinyl acetate)]. 233rd ACS National Meeting, Division of Polymer Materials Science and Engineering, USA,2007, vol.96, pp 418-419.


        7. Chang-Min Xing,Ke-Qing Zhao, Jacky Wing Yip Lam, and Ben Zhong Tang. Synthesis of Discotic Liquid Crystalline Polyacetylenes with Triphenylene-cored Mesogenic Pendants. 232nd ACS National Meeting, Division of Polymer Chemistry, USA,2006, vol.47, pp 687-688.


        8. Chang-Min Xing,Yong Yu and Wan-Tai Yang. Stabilizer-free Dispersion Copolymerization of Maleic Anhydride and Vinyl Acetate. II. Polymerization Features. Macromolecular Chemistry and Physics, 2006, Vol.207, pp 621-626.Jin-Wei Fan, Jian-Yuan Deng, 


        9. Chang-Min Xingand Wan-Tai Yang. Fabrication of a Pore-Connected, Macroporous, Crosslinked Polystyrene Monolith with Anhydride Groups Bonded onto a Pore Surface. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry,2006, Vol.44, pp 653-658.


        10. Chang-Min Xingand Wan-Tai Yang. Stabilizer-free Dispersion Copolymerization of Maleic Anhydride and Vinyl Acetate. I. Effects of Principal Factors on Microspheres. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry,2005, Vol.43, pp 3760-3770.


        11. Chang-Min Xing, Jian-Ping Deng and Wan-Tai Yang. Synthesis of Antibacterial Polypropylene Film with Surface Immobilized Polyvinylpyrrolidone-Iodine Complex. Journal of Applied Polymer Science,2005, Vol.97, pp 2026-2031.


        12. Chang-Min Xing, Jian-Ping Deng and Wan-Tai Yang. Surface Functionalization of Polypropylene Film via UV-Induced Photografting of Maleic Anhydride/N-Vinylpyrrolidone Binary Monomers. Macromolecular Chemistry and Physics, 2005, Vol.206, pp 1106-1113.


        13. 邢長民, 楊萬泰. 馬來酸酐/醋酸乙烯酯無皂乳液聚合制備表面反應性單分散聚合物微球(2005全國高分子學術論文報告會,p 94)


        14. Chang-Min Xingand Wan-Tai Yang. A Novel Facile Method for the Preparation of Uniform Reactive Maleic Anhydride/Vinyl Acetate Copolymer Micro- and Nanospheres. Macromolecular Rapid Communications, 2004, Vol.25, No.17, pp 1568-1574.


        15. Chang-Min Xing, Jian-Ping Deng and Wan-Tai Yang. Surface Graft Polymerization of Binary Monomers Maleic Anhydride/n-Butyl Vinyl Ether on the Polypropylene Film via Two-step Method. Polymer Journal,2003, Vol.35, No.8, pp 613-621.


        16. 邢長民, 楊萬泰. 聚烯烴表面光接枝馬來酸酐/乙烯基醚反應的研究(2003全國高分子學術論文報告會,p 301)


        17. 邢長民, 楊萬泰. 馬來酸酐/乙烯基醚電荷轉移絡合物體系的表面光接枝聚合反應(2003中國輻射固化學會學術論文報告會,p 149)


        18. Chang-Min Xing, Jian-Ping Deng and Wan-Tai Yang. Surface Photograft Polymerization of Binary Monomers Maleic Anhydride and n-Butyl Vinyl Ether on Polypropylene Film. I. Effects of Principal Factors. Polymer Journal,2002, Vol.34, No.11, pp 801-808.


        19. Chang-Min Xing, Jian-Ping Deng and Wan-Tai Yang. Surface Photograft Polymerization of Binary Monomers Maleic Anhydride and n-Butyl Vinyl Ether on Polypropylene Film. II. Some Mechanistic Aspects. Polymer Journal,2002, Vol.34, No.11, pp 809-816.



        專利


        1.馬來酸酐與醋酸乙烯酯共聚反應的方法 (200310115329.4)

        2.Fluorescent water-soluble conjugated polyene compounds that exhibit aggregation induced emission and methods of making and using same. (US 7939613B2)

        3.一種納米電催化接觸消毒材料及其制備方法(200910135914.8)

        4. 一種生物降解支架復合材料及其制備方法(201010555756.4)

        5. 一種含高分子微納米粒的緩控釋包膜材料(201310390722.8)

        6. 高分子微納米粒包埋法制備緩控釋包膜材料(201310390741.0)

        7.一種新型離心熔體靜電紡絲裝置(201310167583.2)

        8.一種新型離心熔體靜電紡絲裝置(201320246248.7)

        9.一種附載抗菌成分的高分子微納米粒及其制備方法(201410290933.9)

        10.一種表面功能化的微納米聚合物凝膠粒子及其制備方法(201410290931.X)

        11.一種表面功能化的微納米聚合物空心粒子及其制備方法(201410290932.4)


         
        (編輯:張誠)
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