南京大学化学与化工学院胡文兵

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胡文兵,南京大学化学化工学院教授，博士生导师，1966年出生，1989年本科毕业于复旦大学材料科学系高分子材料科学与工程专业，1995年博士毕业于复旦大学高分子科学系高分子化学与物理专业，导师于同隐教授，1995-2000年在复旦大学高分子科学系任讲师，分别于1998-1999年赴德国弗莱堡大学物理系Strobl研究组、2000-2001年美国田纳西大学化学系Wunderlich研究组、2001-2003年荷兰物质科学研究院（FOM）原子与分子物理研究所Frenkel研究组从事博士后研究。2004年起在本院高分子系从事教学和科研工作。

胡文兵

联系电话：025-89686667电邮：wbhu@nju.edu.cn；


主研方向
高分子结晶学及其相关的物理化学问题，以分子水平上的格子理论与蒙特卡罗模拟研究为主，辅以温度调制式差热分析技术及其它物理表征手段。


在研项目
国家自然科学面上基金“统计性共聚高分子体系结晶的一些基本问题研究”（2005-2007）
教育部新世纪优秀人才支持计划（2005-2007）
中英合作基金（2006-2008）


近期论文

• Li, J.; Hu, W.-B.* “Biased diffusion induces coil deformation via a “cracking-the-whip” effect of acceleration generated by dynamic heterogeneity along polymer chain” Polymer International Online published. Journal Link
• Li, Z.-L.; Jiang, X.-M.; Gao, H.-H.; Zhou, D.-S.; Hu, W.-B.* “Fast-scan chip-calorimeter measurement on the melting behaviors of melt-crystallized syndiotactic polystyrene” J. Thermal Analysis & Calorimetry 118, 1531-1536(2014). Journal Link
• Gao, H.-H.; Wang, J.; Schick, C.; Toda, A.; Zhou, D.-S.; Hu, W.-B.* “Combining fast-scan chip-calorimeter with molecular simulations to investigate superheating behaviors of lamellar polymer crystals” Polymer 55, 4307-4312(2014). Journal Link
• Zhang, M.-M.; Zha, L.-Y.; Gao, H.-H.; Nie, Y.-J.; Hu, W.-B.* “How polydispersity of network polymers influences strain-induced crystal nucleation in a rubber” Chinese J. Polym. Sci. 32(9), 1218-1223(2014). Journal Link
• Liu, Q.; Gao, H.-H.; Zha, L.-Y.; Hu, Z.-M.; Ma, Y.; Yu, M.-H.; Chen, L.; Hu, W.-B.* “Tuning bio-inspired skin-core structure of nascent fiber via interplay of polymer phase transitions” Physical Chemistry Chemical Physics 16 (29), 15152-15157(2014). Journal Link
• Jiang, X.-M.; Li, Z.-L.; Wang, J.; Gao, H.-H.; Zhou, D.-S.; Hu, W.-B.* “Combining TMDSC measurements between chip-calorimeter and molecular simulation to study reversible melting of polymer crystals” Thermothimica Acta Online published
• Tang, Q.-Y.;* Hu, W.-B.;* Napolitano, S. “Slowing down of accelerated structural relaxation in ultrathin polymer films” Phys. Rev. Lett. 112, 148306(2014). Journal Link
• Hu, W.-B.; Zha, L.-Y. “Theory and simulations of polymer crystallization” Chapter submitted to Wiley’s new book Polymer Morphology: Principles, Characterization, and Processing.
• Nie, Y.-J.; Gao, H.-H.; Hu, W.-B.* “Variable trends of chain-folding in separate stages of strain-induced crystallization of bulk polymers” Polymer 55, 1267-1272(2014). Journal Link
• Nie, Y.-J.; Gao, H.-H.; Wu, Y.-X.; Hu, W.-B.* “Thermodynamics of strain-induced crystallization of random copolymers” Soft Matter 10, 343-347(2014). Journal Link
• Tang, Q.-Y.;* Hu, W.-B. “Molecular simulation of structural relaxation in ultrathin polymer films” Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 20679-20690(2013). Journal Link
• Gao, H.-H.; Vadlamudi, M; Alamo, R.; Hu, W.-B.* “Monte Carlo simulations of strong memory effect of crystallization in random copolymers” Macromolecules 46, 6498-6506(2013). Journal Link
• Reid, B. O.; Vadlamudi, M.; Mamun, A.; Janani, H.; Gao, H.-H.; Hu, W.-B.; Alamo, R.* “Strong memory effect of crystallization above the equilibrium melting point of random copolymers” Macromolecules 46, 6485-6497(2013). Journal Link
• Ma, Y.; Zhang, X.-H.; Hu, W.-B.* “Extensional flow of bulk polymers studied by dynamic Monte Carlo simulations” Chinese J. Polym. Sci. 31, 1463-1469(2013). (Cover art) Journal Link
• Li, J.; Nie, Y.-J.; Ma, Y.; Hu, W.-B.* “Stress-induced polymer deformation in shear flows” Chinese J. Polym. Sci. 31, 1590-1598(2013). (Cover art) Journal Link
• Nie, Y.-J.; Gao, H.-H.; Yu, M.-H.; Hu, Z.-M.; Reiter, G.; Hu, W.-B.* “Competition of crystal nucleation to fabricate the oriented semi-crystalline polymers” Polymer 54, 3402-3407(2013) Journal Link
• Zhou, Y.-J.; Hu, W.-B.* “Kinetic analysis of quasi-one-dimensional growth of polymer lamellar crystals in dilute solutions” J. Phys. Chem. B 117, 3047-3053(2013). Journal Link
• Wang, M.-Q.; Gao, H.-H.; Zha, L.-Y.; Chen, E.-Q.; Hu, W.-B.* “Systematic kinetic analysis on monolayer lamellar crystal thickening via chain-sliding diffusion of polymers” Macromolecules 46, 164-171(2013). Journal Link
• Ren, Y.-J.; Huang, Z.; Hu, W.-B. “Growth rates of edge-on lamellar crystals confined in polymer thin films” J. Macromol. Sci., Part B: Phys. 51, 2341-2351(2012). Journal Link
• Ren, Y.-J.; Gao, H.-H.; Hu, W.-B. “Crystallization kinetics of lamellar crystals confined in polymer thin films” J. Macromol. Sci., Part B: Phys. 51, 1548-1557(2012). Journal Link
• Li, Y.; Ma, Y.; Li, J.; Jiang, X.M.; Hu, W.-B.* “Dynamic Monte Carlo simulations of double crystallization accelerated in microdomains of diblock copolymers” J. Chem. Phys. 136, 104906(2012). Journal Link
• Yang, F.; Gao, H.-H.; Hu, W.-B.* “Monte Carlo simulations of crystallization in heterogeneous copolymers: The role of copolymer fractions with intermediate comonomer content” Journal of Materials Research 27, 1383-1388(2012). Journal link (Cover art)
  
  

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南京大学胡文兵教授《Physics Reports》综述： 高分子链折叠的物理学

有关链折叠的结晶生长机制一直是高分子结晶学的研究目标之一。链折叠代表了片状高分子晶体以及蛋白质β-折叠中的模板构型。因此，理解链折叠对研究高分子结晶以及一些基本的蛋白质性质是至关重要的。

近日，南京大学胡文兵教授在物理学顶级综述期刊Physics Reports（5年影响因子：22.000）上发表了题为《The physics of polymer chain-folding》的综述文章，胡文兵教授为唯一作者。

该综述基于实验、理论和分子模拟相结合的视角，从链折叠的发展历程、物理起源、晶体生长、解折叠以及在蛋白质折叠的应用等方面系统地介绍了目前对片状高分子晶体中链折叠与解折叠的理解，阐述了链折叠的重要性。通过单链结晶自由能的计算，采用链内成核模型阐述了链折叠的起源（图1和图2）。基于片晶的侧向生长前沿处的可逆分子内次级晶核，得到了高分子晶体生长的速率方程。因此，可以解释许多独特的高分子晶体生长现象，包括半晶质结构、shish-kebab微晶和有限的片晶厚度。另外，折叠的高分子链在晶体退火、熔融以及应变诱导的熔融重结晶时能够进行解折叠，其微观机理与链折叠一致。正是由于高分子的解折叠，才产生了具有独特热性能和机械性能的半结晶高分子。因此，链折叠是解决高分子材料的结晶、熔融行为以及控制其性能的关键。实际上，高分子链折叠也可以成为理解蛋白质折叠、错误折叠和解折叠的基本问题的原型模型。

链状大分子的分子内成核模式和分子间缨状胶束成核模式

图1 链状大分子的分子内成核模式和分子间缨状胶束成核模式

高分子结晶链折叠原理示意图

图2 高分子结晶链折叠原理示意图

综上所述，理解高分子的链折叠行为可以帮助我们理解独特的高分子结晶行为甚至可以用作蛋白质复杂行为的原型模型，如快速的蛋白质折叠、淀粉样蛋白生长抑制和高蜘蛛丝韧性。因此，高分子链折叠的物理学将有助于我们对材料科学和生命科学中许多具有挑战性问题的进一步理解。有关高分子结晶学的更详细介绍，请参考胡文兵教授的专著《高分子结晶学原理》。

参考文献：

[1] Wenbing Hu, The physics of polymer chain-folding. Physics Reports, 2018, DOI: 10.1016/j.physrep.2018.04.004

[2] 胡文兵. 高分子结晶学原理. 化学工业出版社, 2013.

[3] 胡文兵教授课题组网站 http://hysz.nju.edu.cn/hwb/

文章链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370157318301042

shuncha

胡文兵

qianhai

高分子低温区结晶动力学的Flash DSC研究
批准号        21973042       
学科分类        高分子结晶与相变机制 ( B030703 )
项目负责人        胡文兵       
依托单位        南京大学
资助金额        66.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日

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最近美国物理学会网站上公布了2020年新一届会士名单。我院胡文兵教授因其在高分子结晶学领域里的突出贡献荣获了高分子物理分会（DPOLY）的APS Fellow称号。具体成就描述为“For outstanding contributions to the general field of polymer  crystallization, in particular, for developing a statistical  thermodynamic theory of polymer crystallization, and conducting  molecular modeling to elucidate the physics of polymer chain-folding.” 特此表示祝贺！


网页链接地址https://www.aps.org/programs/hon ... LY&institution=

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自20世纪60年代以来，示差扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry, DSC)就已经成为表征材料热性能和热反应的一种高效研究工具，它具有操作简便、应用广泛、测量值物理意义明确等优点。然而，高分子研究的不断深入发展对DSC技术也提出了新的要求，由此推进了温度调制示差扫描量热法（Temperature-modulated DSC, TMDSC）和闪速示差扫描量热法（Fast-scan chip-calorimetry, FSC，其商业化版本为Flash DSC)的发展。

示差扫描量热法

        温度调制DSC通过引入调制速率，实现了对于重叠热效应的分离以及准等温过程中可逆热容的测量。而闪速DSC采用体积微小的氮化硅薄膜芯片传感器替代传统DSC的加热炉，实现了超快速的升降温扫描速率以及微米尺度上的样品测试。温度调制DSC和闪速DSC的发展为传统DSC技术补充了更多的有效信息，大大拓展了高分子材料表征的测试范围，理解这三种DSC表征技术的原理和方法对于推进高分子相转变过程的深入研究有重要意义。
南京大学陈咏萱等人围绕近些年来示差扫描量热DSC技术的进展进行了总结，并对DSC技术在高分子材料表征中的应用进行了概述。该综述从热分析的基础原理出发，依次对传统DSC、温度调制DSC和闪速DSC进行了介绍，内容覆盖其发展历史、方法原理以及操作技巧，并对其在高分子表征中的应用进行了举例。文章的结尾对DSC技术未来的发展和应用进行了展望：DSC技术正朝着更高的扫描速率和更小的样品尺度不断改进和发展，并与其他表征方法更为紧密地连用起来，以实现对于高分子相转变过程中热力学和动力学现象的多角度深入研究。
        上述工作以综述形式发表在《高分子学报》2021年第4期 (高分子学报. 2021, 52(4): 423-444, doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20234)“高分子表征技术专题”中，第一作者为博士研究生陈咏萱，通讯作者为南京大学胡文兵教授。