华南理工大学材料学院材料科学研究所任碧野

jianchi

任碧野
所在系所：        材料科学研究所
职  称：        教授
研究领域：        高分子可控自组装、UV涂料、油墨、胶黏剂及树脂合成与改性
教育部跨/新世纪优秀人才获得者
招生专业
材料学（高分子材料方向） 高分子化学与物理
材料学（高分子材料方向） 材料工程
通信方式
通信地址：        广州市天河区五山路381号华南理工大学材料学院
邮政编码：        510640
办公地点：        28号楼607室
办公电话：        87112708
电子邮箱：        mcbyren@scut.edu.cn
移动电话：        18665020079


教育与工作经历 科研与教学情况
1999年7月毕业于华南理工大学，获材料学（高分子材料方向）博士学位。先后在岳阳大学（现湖南理工学院）化工系（1992～1996）、广东通用科技研究所有限公司（1999～2001）工作。2001年10月至今在华南理工大学材料学院工作，2006年底起任教授，2008年任博士生导师。
从事功能高分子材料、高分子材料结构与性能领域的教学与科研。近年来承担了多项国家及省部级科研项目的研究工作。研究兴趣包括：（1）功能高分子的合成、自组装、结构与性能关系；（2）新型微纳马达的制备与功能调控；（3）树脂合成与改性、UV固化油墨、胶黏剂等。迄今为止，已在国内外刊物发表SCI收录论文70余篇，其中以第一（独立）及通讯作者身份在J. Am. Chem. Soc., ACS Nano, ACS Appl. Mater. Interfaces, Macromolecules, Langmuir, J. Chem. Inf. Model., Chem. Commun., Soft Matter, J. Rheol.等重要刊物发表SCI收录论文近50篇，SCI他引1000余次。申请中国发明专利18项，其中获授权13项。2005年获教育部“新世纪优秀人才支持计划”资助。


近年来主持的部分科研项目
1. 国家自然科学基金项目“环境响应型疏水改性聚氨酯的合成、物理网络重排与溶液流变行为”（21674039），2017年1月~2020年12月
2. 国家自然科学基金项目“聚电解质-二茂铁表面活性剂的电化学可控自组装与电化学可控释放体系的构建” （21274047），2013年1月～2016年12月
3. 教育部博士点基金项目“嵌段聚电解质-二茂铁表面活性剂的电化学可控自组装及可控释放”（20120172110005），2013年1月～2015年12月
4. 国家自然科学基金项目“树枝化聚二茂铁硅烷的合成、自组装及其结构与性能研究”（50873037），2009年1月～2011年12月
5. 国家自然科学基金项目“树枝化聚二茂铁硅烷的合成、自组装及其结构与功能效应”（50673029），2007年1月～2007年12月
6. 国家自然科学基金项目“聚二茂铁硅烷聚电解质－表面活性剂纳米有序复合物的研究” （20374021），2004年1月～2006年12月
7. 教育部新世纪优秀人才支持计划项目“带树枝侧链的聚二茂铁硅烷的合成、有序堆砌结构与性能”，2006年1月～2008年12月
8. 广东省自然科学基金项目“茂金属有机聚电解质的有序组装、堆砌结构与电化学性质”（05006561），2006年1月～2007年12月
近年来发表的代表性学术论文
1. Dong R, Hu Y, Wu Y, Gao W, Ren B*, Wang Q, Cai Y*. Visible light-driven BiOI-based Janus micromotor with controllable swarming behavior in pure water. J. Am. Chem. Soc., 2017, 139: 1722-1725.
2. Du Z, Ren B,* Chang X, Dong R, Tong Z. An end-bifunctionalized hydrophobically modified ethoxylated urethane model polymer: Multiple stimuli-responsive aggregation and rheology in aqueous solution. Macromolecules, 2017, 50(4): 1688-1699.
3. Zhang Q, Dong R*, Wu Y, Gao W, He Z, Ren B*. Light-driven Au-WO3@C Janus micromotors for rapid photodegradation of dye pollutants. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9: 4674-4683.
4. Wu Y, Dong R*, Zhang Q, Ren B*. Dye-enhanced self-electrophoretic propulsion of light driven TiO2-Au Janus micromotors. Nano-Micro Lett., 2017, 9(3): 30 (DOI: 10.1007/s40820-017-0133-9)
5. Dong R, Peng J, Chang X, Zhang Q, Hong L, Ren B*. Rheology of a spiropyran functionalized hydrophobically modified ethoxylated urethane in aqueous solution. J. Rheol., 2017, 61(1):107-116.
6. Chang X, Du Z, Hu F, Cheng Z, Ren B*, Fu S, Tong Z. A ferrocene-functionalized hydrophobically modified ethoxylated urethane: Redox-responsive controlled self-assembly and rheological behavior in aqueous solution, Langmuir, 2016, 32(46): 12137-12145.
7. Du Z, Ren B,* Chang X, Dong R, Peng J, Tong Z. Aggregation and rheology of an azobenzene-functionalized hydrophobically modified ethoxylated urethane in aqueous solution. Macromolecules, 2016, 49: 4978-4988.
8. Dong R, Zhang Q, Gao W, Pei A, Ren B*. Highly efficient light-driven TiO2-Au Janus micromotors. ACS Nano, 2016, 10(1): 839-844.
9. Zhang Q, Dong R, Chang X, Ren B*, Tong Z. Spiropyran-decorated SiO2–Pt Janus micromotor: Preparation and light-induced dynamic self-asembly and disassembly. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7(44): 24585–24591.
10. Dong R, Li J, Rozen I, Ezhilan B, Xu T, Christianson C, Gao W, Saintillan D*, Ren B*, Wang J*. Vapor-driven propulsion of catalytic micromotors. Sci. Rep., 2015, 5: 13226.
11. Chang X, Cheng Z, Ren B*, Dong R, Peng J, Tong Z. A voltage-responsive reversible self-assembly and controlled drug release of ferrocene-containing polymeric superamphiphiles. Soft Matter, 2015, 11: 7494-7501.
12. Peng J, Dong R, Ren B,* et al. Novel hydrophobically modified ethoxylated urethanes end-capped by Percec-type alkyl substituted benzyl alcohol dendrons: Synthesis, characterization, and rheological Behavior. Macromolecules, 2014, 47: 5971-81.
13. Chang X, Dong R, Ren B*, et al. Novel ferrocenyl-terminated linear-dendritic amphiphilic block copolymers: synthesis, redox-controlled reversible self-assembly, and oxidation-controlled release. Langmuir, 2014, 30(29): 8707-16.

qishihenan

交替型疏水缔合聚合物(AAP)的分子结构由两种以上交替的亲水链段和疏水链段构成，一般可以通过较为繁琐的活性聚合、缩聚和点击化学等方法制备得到。由于AAP具有特殊的交替结构，链内与链间的疏水缔合作用共存，具有复杂的聚集行为。因为AAP合成的局限性和复杂的聚集行为，所以其水溶液的粘弹性研究还比较有限。另一方面，遥爪型疏水缔合聚合物(TAP)的分子结构由亲水主链和两个疏水链段(sticker)组成，具有“疏水-亲水-疏水”三嵌段结构。由于具有易于合成，结构简单精确的特点，因此作为模型聚合物，其水溶液的粘弹性已被广泛研究。若TAP的疏水链段能在胶束内相互共价连接，从分子链角度来看，TAP将通过扩链反应转变为AAP。

最近，华南理工大学的杜柱康博士和任碧野教授将紫外光响应二聚的和蒽(An)作为疏水末端基，合成了具有光二聚特性的AnTAP，并通过紫外光照射下的光二聚扩链反应，得到了具有超高分子量的线形AnAAP，并研究了其溶液的粘弹性。

图1 (a)AnTAP和AnAAP的分子结构;(b)二聚前后3 wt%溶液的状态;(c)不同紫外光照时间下，3 wt%溶液的凝胶排斥色谱;(d) 不同紫外光照时间下，3 wt%溶液的松弛时间连续谱;(e)AnAAP的网络结构卡通示意图。

在前期的研究中(Macromolecules 2018, 51, 1518-1528)，他们将香豆素作为疏水末端基引进TAP，但由于香豆素的二聚度仅能达到80%，二聚扩链后AAP的分子量仅能达到100 kDa左右。与香豆素相比，蒽具有更高的二聚度，当照射紫外光55 min后其二聚度能达到98%以上，同时AnTAP扩链形成超高分子量的AnAAP（Mw>>850 kDa）。紫外光照前，浓度为3 wt%的AnTAP溶液能够快速流动，表现为黏性流体；当原位照射紫外光后，溶液中发生了凝胶化(图1a-c)。为了进一步了解溶液粘弹性的演化，通过拟合不同紫外光照时间的小幅震荡剪切测试的数据得到松弛时间连续谱。如图1d所示，溶液的松弛时间连续谱可以分为快松弛区和慢松弛区，随着紫外光照射时间的延长，快松弛区的强度大大减弱，同时慢松弛区的松弛时间减慢、分布变宽、强度增加。当照射时间超过34 min，慢松弛区的松弛时间谱走平，表明在观测时间尺度内是不能松弛的。由于照射紫外光，蒽末端基发生[2+2]成环反应，AnTAP扩链形成分子量更大、分布更宽的交替缔合聚合物(AnAAP)，导致每条分子链中含有数量不等并且更加疏水的蒽二聚体(dimer sticker)。快松弛区是由蒽末端基在胶束间交换所贡献的，而慢松弛区是由蒽二聚体在胶束间交换所贡献的，因此慢松弛区的松弛时间分布随着分子量多分散性增大而变宽，松弛时间随着分子量的增长而减慢。当超高分子量的AnAAP形成，每条AnAAP链能够与多个胶束形成多重的疏水缔合点，少量的分子链之间相互缠结，导致AnAAP分子链在观测时间窗口内不能松弛，因此慢松弛区的松弛时间不能衰减，溶液在观测时间尺度内发生了凝胶化(图1e)。

以上成果发表在ACS Macro Letters (2019, 8, 279, 41, 27-34)上。论文的第一作者为华南理工大学材料学院2018届毕业博士生杜柱康，目前在华南软物质科学与技术高等研究院从事博士后工作，通讯作者为材料学院任碧野教授。该论文获国家自然科学基金(21674039)与中国博士后科学基金(2018M643065)的共同资助。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.9b00028