中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室姜伟

diu

姜伟　研究员
博士生导师，高分子物理
主楼224室
电话：0431-85262151
传真：0431-85262126
Email：wjiang@ciac.jl.cn
教育和工作经历
　　2001-至今  中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室，研究员
　　2000-2001  中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室，副研究员
　　1998-2000  香港城市大学物理与材料科学系，博士后
　　1994-1997  中国科学院长春应用化学研究所，理学博士学位
　　1987-1994  中国石油化工总公司辽阳化纤工学院，教师
　　1987-1984  东北师范大学物理系，理学硕士学位
　　1987-1984  东北师范大学物理系，理学学士学位
学术兼职
主要荣誉
　　2007，国家杰出青年科学基金获得者
　　2002，吉林省杰出青年科学基金获得者
研究资助
　　国家基金委重点项目、杰出青年基金、创新群体、面上项目
研究兴趣
　　1.大分子自组装体的结构及其调控
　　2.高分子材料高性能化及结构与性能关系
研究领域和现状
　　1. 大分子自组装体的结构及其调控
　　大分子自组装在纳米材料的制备、靶向药物、药物缓释及生命现象的认识等方面具有重要意义。组装体的形成和转变及其动力学行为蕴藏着深刻、丰富并极具挑战性的物理机制，为高分子物理、软物质物理等研究提供了理想的模型体系。因此，大分子自组装的结构及其调控是高分子和软物质科学研究的热点和前沿课题。近年来，我们课题组在大分子自组装体的构筑，结构调控及自组装动力学等方面的研究取得了系列具有自身特色的研究结果。
　　（1）在国际上率先报道了由合成高分子通过自组装形成的纳米环结构（Langmuir 2004, 20, 3809）；揭示了纳米环的尺寸及其形成机理与剪切场的关系（Macromolecules 2009, 42, 3399）；发现了温度诱导的环--棒间的可逆转变（Soft Matter, 2010, 6, 3743）。
　　（2）将实验与计算机模拟相结合揭示了热力学上许多亚稳态的存在是造成组装体形貌结构多样性的主要原因之一（J. Phys. Chem. B 2005, 109, 8619）；阐明了组装体演化的动力学与体系亚稳态间的关系（J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1144）。
（3）通过多级自组装得到了大尺寸节状蠕虫胶束，给出了该节状蠕虫胶束的内部结构及其形成机理（Macromolecules 2005, 38, 9315）；理论上预测并在实验上成功得到了表面凸起的多间隔自组装体，阐明了组装体形貌转变主要来自于体系中熵的变化（J. Phys. Chem. B 2009, 42, 3399）。
　　2. 高分子材料结构与性能
提高高分子材料的性能，使其在更广的领域发挥更大的作用一直是高分子科学家所致力追求的目标。高分子材料的分子结构设计、集聚态结构的调控及结构与性能的关系是提高高分子材料性能的核心科学问题。长期以来，我们课题组在功能化聚烯烃的分子结构、多组分聚合物共混体系的形态结构调控及结构与性能关系等方面的研究取得了系列成果。
　　（1）通过计算机模拟和核磁共振技术揭示了马来酸酐接枝聚丙烯、聚乙烯的分子结构及其与反应条件的关系，解决了多年来人们对接枝物分子结构认识的分歧，为接枝物的分子结构调控提供了科学依据（J. Polym. Sci. Part A 2005, 43, 5529;  Macromolecules 2003, 36, 3714； J. Polym. Sci. Part A 2004, 42, 5714）。
　　（2）通过剪切诱导的方法在PP/nylong 6/SEBS三元共混体系中成功得到了由SEBS连接的nylon 6 粒子在PP基体中所形成的有序条带结构，为高分子共混物有序结构的调控提供了新的思路 (Physical Review E 2010, 82, 031807)。
　　（3）理论上建立了共混聚合物在脆韧转变临界点，形态、温度、基体和分散粒子性质等的定量关系，提出了脆韧转变主曲线的存在并被实验所验证，成功解决了这一领域多年来的难点和重点问题，为韧性聚合物材料的设计提供了科学依据(Polymer 2004, 45, 6427; J. Polym. Sci. Part B 2008, 46, 766)。
主要代表性论文
　　在 J. Am. Chem. Soc.、Macromolecules、J. Phys. Chem. B、Soft Matter、Langmuir等重要学术刊物上发表论文近百篇，获权和申请中国发明专利2件，撰写专著2章。近年代表论文如下：
　　1.Han Yuanyuan, Jiang Wei*, " Self-assembly of the AB/BC diblock copolymer mixture based on hydrogen bonding in a selective solvent: A Monte Carlo study”, J. Phys. Chem. B 2011, 115, 2167–2172.
　　2.Han Yuanyuan, Yu Haizhou, Du Hongbo, Jiang Wei*, "Effect of Selective Solvent Addition Rate on the Pathways for Spontaneous Vesicle Formation of ABA Amphiphilic Triblock Copolymers”, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1144–1150.
　　3.Zhu Yutian, Yang Xiaodong, Yin Jinghua, Jiang Wei*, "Droplet-cluster transition in sheared polyamide 6–poly(styrene-ethylene-butadiene-styrene)– polypropylene ternary blends”, Physical Review E 2010, 82, 031807.
　　4. Wang Zhida, Jiang Wei*, " Temperature-induced reversible transfromation between toroidal and cylindrical assemblies under shear flow”, Soft Matter, 2010, 6, 3743-3746.
　　5.Cui Jie, Jiang Wei*, "Vesicle Formation and Microphase Behavior of Amphiphilic ABC Triblock Copolymers in Selective Solvents: A Monte Carlo Study”, Langmuir 2010, 26, 13672–13676.
　　6.Yu Haizhou, Jiang Wei*, " Effect of Shear Flow on the Formation of Ring-Shaped ABA Amphiphilic Triblock Copolymer Micelles”, Macromolecules 2009, 42, 3399–3404.
　　7. Ma Zengwei, Yu Haizhou, Jiang Wei*, " Bump-Surface Multi-compartment Micelles from A Linear ABC Triblock Copolymer：A Combination Study by Experiment and Computer Simulation”, J. Phys. Chem. B 2009, 113, 3333–3338.
　　8.Han Yuanyuan, Cuijie, Jiang Wei*, " Effect of Polydispersity on the Self-assembly Structure of Diblock Copolymers under Various Confined States: A Monte Carlo Study”, Macromolecules 2008, 41, 6239–6245.
　　9.Du Hongbo, Zhu Jintao, Jiang Wei*, " Study of Controllable Aggregation Morphology of ABA Amphiphilic Triblock Copolymer in Dilute Solution by Changing the Solvent Property”, J. Phys. Chem. B 2007, 111, 1938–1945.
　　10.Zhu Yutian, Jiang Wei*, " Self-Assembly of Diblock Copolymer Mixtures in Confined States: A Monte Carlo Study”, Macromolecules 2007, 40, 2872–2881.
成果评述
　　1.研究成果被包括Science, Chemical Reviews, J. Am. Chem. Soc, Angew. Chem等杂志他引700余次，被重点介绍和评述近20次，被选为杂志封面2次。
　　2.在包括美国化学会年会、IUPAC世界高分子表征论坛、IUPAC新材料及其合成国际研讨会、中国物理学会年会、中国化学会年会、中国高分子年会等在内的国内外学术会议上做邀请报告20余次。
研究组人员概况
职工6人，在站博士后1人，在读研究生8人，其中博士生6人，硕士生2人
职工：朱雨田 博士， 副研究员；赵桂艳 博士, 助理研究员；李伟 博士, 助理研究员；韩媛媛 博士, 助理研究员；崔杰 博士, 助理研究员
博士后：孔维新（2010年进站）
博士生：樊娟娟、冯玉林、金晶、许江平、毛翠、周林尧
硕士生：黄金瑞、张  畅
已毕业博士生去向
朱锦涛，2005年博士毕业，华中科技大学， 教授
朱雨田，中国科学院长春应用化学研究所，副研究员（海外招聘研究骨干）
赵桂艳，2007年博士毕业，中国科学院长春应用化学研究所，助理研究员
马增威，2009年博士毕业，香港城市大学，博士后
于海洲，2009年博士毕业，比利时鲁汶大学，博士后
韩媛媛，2010年博士毕业，中国科学院长春应用化学研究所，助理研究员
李  伟，2010年博士毕业，中国科学院长春应用化学研究所，助理研究员
王志达，2010年博士毕业，加拿大蒙特利尔大学，博士后

youwuyang

Surface modification of polyisobutylene via grafting amino acid-based poly (acryloyl-6-aminocaproic acid) as multifunctional material
Yanqiu Du, Chunming Li, Jing Jin*, Chao Li, Wei Jiang*
COLLOID SURFACE B, 161, 73-82, 2018


生物材料是用来诊断、治疗、补充和替换人体活组织功能的天然或人造材料。而医用高分子材料是生物材料中应用最为广泛，也是目前发展最为活跃的一个领域。这些生物材料在使用过程中不可避免的要直接与机体或者血液接触。因此，对于作为医用高分子必须具备良好的生物相容性。本工作主要通过合成一种新的氨基酸类单体，利用紫外光引发表面接枝，在聚合物表面构建一种多功能响应型的平台。利用该平台可以实现功能性生物大分子，如刀豆蛋白的固定，从而实现红细胞的特异性捕获。本工作开发的新型反应性平台，不仅能用于红细胞的识别和捕获，而且能推广给到抗原抗体的特异性识别体系，为聚烯烃的生物医用领域的应用找到一条新的突破口。

6-丙烯酰氨基己酸（AACA）是一种氨基酸衍生物，利用其构建聚合物分子刷具有很好的平衡材料的亲疏水性质，同时，AACA提供的羧基能够用于固定生物大分子，如用于蛋白质负载性，分子识别能力等，使其具有多功能响应性质。本文选用牛血清白蛋白和纤维蛋白原作为蛋白模型，利用激光共聚焦以及QCM-D手段研究了该聚合物刷的抗污性能。结果表明，PAACA聚合物刷赋予了材料良好的抗污性能。伴刀豆蛋白A (Con A)是植物凝集素的一种，对红细胞具有很强的特异性识别能力。固定Con A的基底表面可以特异性的识别红细胞。红细胞膜由于具有打开再封闭的能力，因此是潜在的天然药物负载体。我们通过PAACA分子刷侧链悬挂的羧基，将Con A成功地固定到基底的表面，利用激光共聚焦离线研究了红细胞的捕获。此外，通过QCM-D手段实时在线证明了构建的多功能分子刷能够快速有效的捕获红细胞，为后期红细胞作为药物、蛋白，酶和许多生物活性物质载体提供了基础。

kongke

EFFECT OF END-GRAFTED POLYMER CONFORMATION ON PROTEIN RESISTANCE
YUANYUAN HAN, JIANI MA, YU HU, JING JIN*, WEI JIANG*
LANGMUIR, 34(5), 2073-2080, 2018


蛋白质作为生命体的重要组成成分之一广泛地存在于生物体系中。当蛋白质与外界环境相接触时，蛋白质在接触面上的非特异性吸附会导致许多不良后果。例如在生物医药领域，医用高分子材料表面上的蛋白质吸附会诱发组织炎症、细菌粘附以及凝血与溶血等现象。另一方面，在船舶工业中，蛋白质在金属表面上的吸附会加剧船舶表面涂层的老化以及导致船体表面粗糙度增加等现象。因此如何有效地降低蛋白质在材料表面上的吸附是制备高性能抗污材料必须解决的关键问题。

在材料表面接枝具有较强生物相容性的亲水性聚合物是提高材料表面抗蛋白质吸附性能的有效方法之一。接枝聚合物在材料表面上的覆盖率是影响其抗蛋白质吸附性能的主要因素。我们采用MONTE CARLO模拟与实验相结合的研究手段，考察了接枝聚合物的链构型对接枝材料表面覆盖率及其抗蛋白质吸附性能的影响。首先，我们在MONTE CARLO模拟中构建了一系列具有不同链长和接枝密度的环型和线型接枝聚合物表面，并对比环型和线型接枝聚合物刷的表面结构以及蛋白质在这两种表面上的吸附行为。模拟结果表明，在接枝密度与接枝链长相等的情况下，环型聚合物刷相比于线型聚合物刷具有更为优异的抗蛋白质吸附性能。模拟结果同时指出，表面粗糙度低以及聚合物刷中基板附近存在的致密层是环型聚合物刷能够抗蛋白质吸附的两个必要条件。在随后的实验中，我们采用巯基修饰的聚乙二醇（SH-PEG-SH）通过THIOL-AU反应成功地将SH-PEG-SH固定在金片表面，从而制备出具有良好的抗蛋白质吸附性能的环型接枝聚合物刷，证实了模拟中关于环型聚合物刷抗蛋白质吸附性能的预测。该模拟与实验相结合的工作为人们从分子层面上设计与制备具有良好抗污性能的材料表面提供了新的思路。