欢迎莅临中国科创网

邢长民博士


文章来源:未知     发布时间:2021-05-21 15:02


      
        邢长民,北京化工大学高分子博士(师从杨万泰院士),获BUCT-BASF(巴斯夫)优秀化学博士奖。高级工程师,中国化工学会化工新材料专委会高级会员,英国皇家化学会会员,中关村科创纳米研究会理事长。北京化工大学、北京理工大学专硕研究生导师,山东省鲁南工程技术研究院特聘专家。依“输入内地人才计划”于香港科技大学唐本忠院士AIE研究组工作学习。长期从事高分子、复合材料以及纳米材料的分子设计和性能调控,在国内外核心期刊发表系列研究论文,其中十余篇以第一作者发表在国际SCI 权威期刊Macromol. Rapid Comm.、J. Polym. Sci.、Macromol. Chem. Phys.等等,另申请国家发明专利20余项。 
       先后于海淀留学生创业园、中关村生物医药园、解放军301医院第八医学中心(原309医院)进行新材料技术应用研发。在北京中关村创办道淼科技(Tao&Sea)、清北高科、纳米研究会等技术产业化平台,致力于新材料技术在建材、环保、医药、能源领域的推广与应用。先后荣获“中关村留学生创业资金”资助、“中关村高新技术企业” 资质及“海淀区创新企业”资质。降解高分子材料、纳米催化高级氧化等项目分别获中关村海淀园、北京市科委创新资金以及科技部创新基金的立项资助。发起成立“中关村博士论坛”,积极探索科技“知本家”创新、创业的有效途径和模式。

科研经历:
●  自稳定沉淀聚合制备高分子微纳米球
       在杨万泰院士研究组,在国际期刊首次发表“自稳定沉淀聚合”制备高分子微纳米球的论文,并申报国家发明专利。这是一种完全新颖的非均相聚合反应体系,与传统制备高分子球的乳液聚合、分散聚合有很大不同,通过调整大分子链的微结构与反应介质之间的相互作用性,聚合体系中不需添加任何乳化剂(或分散剂)便可得到高分子胶体球的稳定分散相。据此提出了“自稳定沉淀聚合”的概念。该体系有三个特点:1)机理类似于小分子(无机/有机/生物)的结晶机制,在聚合物体系尚属首次;2)粒子“活性增长”,可精确控制在 80~3000 nm 之间,球径均匀;3) 通过二次成核,可制备花型粒子,串状粒子。
另外重要的是,此类高分子微纳米球的表面带有高反应活性的酸酐官能团,这为通过酐基的一系列后续反应对微球进行表面修饰提供了方便,从而有利于开拓其在生物医学领域的应用。
●   荧光高分子微纳米球的制备
       在香港科技大学唐本忠院士AIE研究组,通过乳液、微乳液、反相乳液等聚合方法将一种经过化学修饰的新型荧光分子引入到高分子球的内部,得到了一种全新的荧光高分子微纳米球。此种荧光分子具有独特的聚集诱导发光(aggregation-induced-emission, AIE)性能,不仅荧光量子产率高,而且无自淬灭(self-quenching)效应,无漂白(bleaching)现象。另外重要的一点是,该制备技术通过共价键将荧光分子与胶体球的大分子链连成一体,从而避免了传统物理包覆方法中荧光分子容易泄漏的缺点。此种荧光高分子球的化学成分可以调节,尺寸可控,粒径均匀,在细胞标记、生物成像、光电材料等领域具有广泛的应用。该技术已申请一项美国发明专利。
●   离心静电纺丝技术制备超细纳米纤维
静电纺丝超细纳米纤维具有直径小、比表面积大、孔隙率高、柔软舒适以及高吸附性、抗菌性等特点,超高的比表面积可使纳米纤维的表面能和生物化学活性大大增强,从而在化学、物理、环保、生物、医学等方面表现出优异的特性。当前市面上的过滤材料主要是物理阻隔作用,纳米纤维复合膜既可以去除PM2.5颗粒,又可以高效杀菌消毒、去除甲醛,是一种快速高效、针对性强、常温常压无光条件下净化空气的全新方法,可广泛用于高端口罩、中央空调、新风系统、医院病房等空气净化领域。另外纳米纤维还可用于细胞和药物分子载体、创伤敷料、组织工程支架、血液透析等生物医学领域。
●    靶向治疗性生物降解支架
       在解放军309医院(现301医院第八医学中心)消化内科开发消化道可降解支架,兼具靶向治疗性和药物缓释性。通过在支架上附载特定药物和放射性元素,使支架植入人体管腔后在提供物理支撑的同时,可以对狭窄、梗阻、肿瘤等病灶部位进行药物缓释和放射治疗。从材料设计的高度研制自有知识产权的生物降解支架,将使我国在世界范围的微创介入治疗领域占有领先地位,具有很大的医学价值和巨大的市场前景。本项目已荣获中国留学人员创新创业大赛一等奖,并先后获北京市科委创新资金及科技部创新基金的立项资助。
●  电化学高级氧化消毒净水技术
       与中科院生态环境研究中心的院士专家合作研发贵金属涂层钛阳极及电化学高级氧化消毒净水技术。在多孔导电材料的基体上复合一层无机纳米胶体粒子,极大地增加了基材的比表面积,然后在此基础上进一步复合铂族贵金属或稀土氧化物材料,形成高电流密度的电子激发场,在通电状态下贵金属或稀土元素诱导水体中的分子、离子、粒子等发生协同反应,产生·OH、·O、·Cl、ClO-,H2O2等强氧化性物质。这些强氧化性物质可用于医疗器械、医务人员的消毒,远洋运输船、军舰、潜艇等船只压舱水体的藻类、细菌、病毒的灭绝,以及高密度水产养殖系统的水处理,另外还可以深度氧化去除工业废水、生活废水、河流、湖泊中的氨氮和溶解性有机物。设计的电化学催化消毒装置先是用于北京海洋馆海狮池(替代传统的臭氧消毒),后是用于太湖梅梁湾及无锡泊渡河的蓝藻治理(替代传统的化学灭藻方式),并逐步扩大应用领域。
●    聚氨酯、氟树脂、无机体系等高性能涂料的开发 
       开发了一种高强高韧的双组分聚氨酯(2K-PU)涂料,该工艺过程完全用水做反应介质,没有引入任何有机溶剂,加之聚合反应完全,故所得涂料的挥发性有机化合物(VOC)含量几乎为零,属于真正的水性环保涂料。该涂料可用于豪华室内装修、高档木器家具以及汽车用漆等高端领域。
全氟(4F)树脂涂料是新兴的高性能涂料,对户外紫外线具有极佳的抵抗作用,耐久性可达20年以上,被誉为“涂料王”。 氟涂料漆膜为氟烯烃惰性表面,具有超强耐沾污性,或称“荷叶效应”。可用于建筑物外墙、屋顶、户外大型钢结构,以及军事设施上防冰雪堆积、雨水干扰以及抗化学试剂玷污等。
另外,无机体系的防腐蚀涂料,具有耐高温冲击、防腐蚀性能优异的特点,最高可经受2000℃的高速气流冲击,最低可经受液氮和200℃以上的高低温冲击,涂层完好不脱落。所研发的系列产品以水为溶剂,无毒、无污染、无异味,完全符合环保要求,具备国内领先的优势。
●   高分子材料的表面功能化改性
       通过紫外光引发的接枝共聚反应(UV-induced photografting),将携带高活性官能团的大分子链引入到高分子材料的表面,显著地提高了惰性高分子材料的表面反应性、亲水性以及生物相容性。采用“大分子设计”的思路,对表面接枝链的生长及其微结构进行了有效控制,形成一层“聚合物刷(polymer brush)”的介观结构。衰减全反射红外光谱(ATR-IR)证明高分子材料的表面成功地引入了携有高活性酸酐官能团的接枝链,视频光学接触角测量仪检测表明聚烯烃高分子材料的表面接触角可由改性前的104º(高疏水)降至10º以下(高亲水)。以此功能化的表面作为平台,可以方便地实施氨基酸或多肽等生物分子的键合、酶的固定化、细胞的粘附等等,这为高分子材料在生物医学领域的应用奠定了基础。
●   表面接触抗菌高分子材料的开发
       通过光接枝技术将一种水溶性高分子聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)引入材料的表面,不仅有效提高了材料表面的亲水性、生物相容性,而且含有孤对电子的吡咯烷酮官能团具有很强的络合过渡金属离子、卤素原子和药物分子的能力。利用此特性,将一种先进的医用抗菌剂“聚维酮碘(PVP-I)”成功地键合在高分子材料的表面,得到了一种新型的表面抗菌材料。该表面抗菌材料从根本上有别于传统的物理掺混型抗菌材料,后者抗菌剂用量大、材料本体性能受影响而且抗菌剂易流失。通过与中科院微生物研究所合作进行的抗菌实验,表明该表面抗菌材料对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌以及真菌等都具有很强的杀灭作用,具有广谱、高效、缓释的特点。该技术在新型抗菌纺织织物领域具有很好的应用前景。
●   新型盘状液晶高分子的合成
       通过在聚乙炔刚性大分子链的侧基上引入苯并菲盘状液晶单元,得到了一种新型的侧链型盘状液晶(discotic liquid crystal)高分子。该液晶高分子的晶胞参数可以通过苯并菲的芳环取代基进行有效调节,从而产生不同介观结构的液晶相态。在液晶显示器件领域,盘状液晶与传统的棒状液晶进行微观尺度上的结构设计,可以解决液晶显示器可视角狭小的缺点。
●   胶体粒子模板法制备核-/空心高分子球及介孔/大孔功能材料
        以“自稳定沉淀聚合”的高分子胶体球作为模板(template),将其均匀分散到单体溶液中然后引发聚合反应,生成的大分子链被高比表面积的胶体球吸附而沉积,最终形成核-壳结构(core-shell structure)的复合粒子。将中心的模板粒子用适当的溶剂溶解掉,即得到了空心    粒子(hollow particle)。核-壳复合粒子中壳的化学成分和厚度可以进行调节,从而使复合粒子的力学、热学以及光学等诸多性能可以在很大的范围内进行调节;而空心粒子不仅具有低密度、高比表面的特性,而且其空心部分可以容纳大量的客体分子,故可用于药物缓释的载体、酶催化的微反应器等等。同样以“自稳定沉淀聚合”的高分子胶体球作为模板,将其均匀地分散到单体或预聚体中然后固化成型,最后用适当的溶剂把模板粒子溶解掉,即得到了介孔/大孔结构(meso/macro-porous structure)的功能材料。扫描电子显微镜(SEM)观察发现材料的表面和内部微孔结构丰富,而且微孔的大小完全复制了模板粒子的尺寸。介孔/大孔材料不仅在催化、吸附、分离等领域中具有广阔的应用前景,而且还可以将不同种类的纳米粒子组装到孔洞里面,从而出现奇特的光、电、磁等特性。

论文

  1. 杨万泰,邢长民,刘振杰,邓建元. 自稳定沉淀聚合——一种新的聚合物胶体体系(2014年中国化学会第29届学术年会摘要集—第08分会:高分子科学)
  2. 王雪明,邢长民,李楠. 可降解高分子纳米空心粒子载中药血竭的工艺方法及体外释放。中国组织工程研究,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. 邢长民, 杨万泰. 马来酸酐/醋酸乙烯酯无皂乳液聚合制备表面反应性单分散聚合物微球(2005全国高分子学术论文报告会,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. 邢长民, 杨万泰. 聚烯烃表面光接枝马来酸酐/乙烯基醚反应的研究(2003全国高分子学术论文报告会,p 301)
  17. 邢长民, 杨万泰. 马来酸酐/乙烯基醚电荷转移络合物体系的表面光接枝聚合反应(2003中国辐射固化学会学术论文报告会,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.

专利

1.马来酸酐与醋酸乙烯酯共聚反应的方法 (200310115329.4)
2.Fluorescent water-soluble conjugated polyene compounds that exhibit aggregation induced emission and methods of making and using same. (US 7939613B2)
3.一种纳米电催化接触消毒材料及其制备方法(200910135914.8)
4. 一种生物降解支架复合材料及其制备方法(201010555756.4)
5. 一种含高分子微纳米粒的缓控释包膜材料(201310390722.8)
6. 高分子微纳米粒包埋法制备缓控释包膜材料(201310390741.0)
7.一种新型离心熔体静电纺丝装置(201310167583.2)
8.一种新型离心熔体静电纺丝装置(201320246248.7)
9.一种附载抗菌成分的高分子微纳米粒及其制备方法(201410290933.9)
10.一种表面功能化的微纳米聚合物凝胶粒子及其制备方法(201410290931.X)
11.一种表面功能化的微纳米聚合物空心粒子及其制备方法(201410290932.4)