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高分子塌缩相变和临界吸附相变的计算机模拟和机器学习

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物理学报 2023年第24期72卷 71-79页

作者：罗启睿沈一凡罗孟波杭州链坊科技有限公司杭州310013 浙江大学物理学院杭州310027

高分子的塌缩和临界吸附是高分子科学中的两个重要相变现象,两者均伴随着高分子构象的显著变化.本文利用朗之万动力学方法和动力学Monte Carlo方法分别模拟了高分子的塌缩和临界吸附,同时获得了不同温度下大量的高分子构象数据.机器学... 详细信息

高分子的塌缩和临界吸附是高分子科学中的两个重要相变现象,两者均伴随着高分子构象的显著变化.本文利用朗之万动力学方法和动力学Monte Carlo方法分别模拟了高分子的塌缩和临界吸附,同时获得了不同温度下大量的高分子构象数据.机器学习方法利用模拟得到的大量伸展无规线团态和塌缩液滴态、脱附态和吸附态构象数据训练神经网络,学习高分子不同状态的特征,快速准确地分析不同温度的高分子构象信息,得到对应的塌缩相变温度和临界吸附温度.结果表明机器学习能正确给出高分子体系的相变温度,这为机器学习技术研究高分子的相变提供了新的思路和方法.

关键词：高分子塌缩临界吸附机器学习

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高分子材料基因组——高分子研发的新方法

高分子学报 2022年第6期53卷 592-607页

作者：都仕张宋奇王立权林嘉平杜磊华东理工大学材料科学与工程学院

材料基因组旨在将计算工具、数据库和实验工具有机结合，缩短研发时间，提高材料研发效率.高分子材料因其结构独特性和复杂性阻碍了材料基因组在高分子材料领域的发展.目前，国内外学者在高通量筛选高分子化学结构策略和构建性能预测方... 详细信息

材料基因组旨在将计算工具、数据库和实验工具有机结合，缩短研发时间，提高材料研发效率.高分子材料因其结构独特性和复杂性阻碍了材料基因组在高分子材料领域的发展.目前，国内外学者在高通量筛选高分子化学结构策略和构建性能预测方法等方面开展了尝试，并取得了一些成果.本文总结和评述了当前利用代理量方法和机器学习预测模型实现高分子材料基因组的进展，利用可计算的量代理宏观性能的代理量法和利用机器学习模型预测材料性能的方法在一定程度上克服了高分子复杂性的影响.在此基础上，系统地介绍了数据挖掘或模型构建的方法以及运用这些模型筛选不同类型高分子的思路，着重探讨了方法构建和材料筛选背后的思想以及对各类问题的解决措施.最后，探讨了当前高分子材料基因组发展中所面临的主要挑战，并展望了高分子材料基因组的未来发展方向.

关键词：材料基因组高分子机器学习理论模拟

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高分子免疫佐剂材料

高分子学报 2023年第5期54卷 534-549页

作者：朱真逸宋万通陈学思中国科学院长春应用化学研究所、中国科学院生态环境高分子材料重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026

佐剂是一种添加到疫苗中,使疫苗能够非特异性地增强机体对抗原的特异性免疫应答的物质,是疫苗和免疫治疗的重要组分.为了解决当前市场上小分子和生物制剂佐剂靶向性差、系统暴露度高、生物毒性强等问题,具有免疫刺激活性和生物安全性的... 详细信息

佐剂是一种添加到疫苗中,使疫苗能够非特异性地增强机体对抗原的特异性免疫应答的物质,是疫苗和免疫治疗的重要组分.为了解决当前市场上小分子和生物制剂佐剂靶向性差、系统暴露度高、生物毒性强等问题,具有免疫刺激活性和生物安全性的高分子材料正在成为免疫佐剂领域的研究热点.在本专论中,我们回顾了近年来发现的具有免疫刺激活性的天然来源或人工合成的高分子佐剂材料,并介绍了用来担载或键合小分子佐剂的高分子材料.提出了“高分子免疫佐剂材料”这一概念,并指出,高分子免疫佐剂材料不仅能够本身作为模式识别受体激动剂而激活免疫系统,具有相比于小分子佐剂更加安全可控的优势,并且可以与小分子佐剂以物理包埋或化学键合的方式相结合,控制抗原和小分子佐剂的体内传输与释放行为,进而增强免疫系统的响应.希望通过本专论的讨论,可以进一步明确对高分子免疫佐剂材料的理解,推动疫苗与免疫治疗这一新兴技术领域的发展.

关键词：免疫治疗疫苗佐剂高分子生物医用材料

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高分子玻璃化熵理论研究进展

中国科学：化学 2023年第4期53卷 616-627页

作者：袁琦璐杨镇岳徐文生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长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026

玻璃化问题的理论描述是凝聚态物理中的重要基础科学研究课题.高分子是研究玻璃化的典型模型体系,其独有的分子特征为发展有效、普适的玻璃化理论提供了新的机遇.构型熵是发展玻璃化理论的一个核心物理量.基于构型熵的模型可追溯至近一... 详细信息

玻璃化问题的理论描述是凝聚态物理中的重要基础科学研究课题.高分子是研究玻璃化的典型模型体系,其独有的分子特征为发展有效、普适的玻璃化理论提供了新的机遇.构型熵是发展玻璃化理论的一个核心物理量.基于构型熵的模型可追溯至近一个世纪前观察到的熵与动力学关联的实验现象,并且近年来该理论的发展进入了一个新的阶段,特别是在高分子玻璃化的研究中.本文首先对玻璃化经典熵理论的发展进行了回顾,并介绍了高分子玻璃化熵理论的基本框架.之后,从分子细节影响高分子玻璃化的物理机制、热力学标度与活化体积的理论描述和高分子过冷液体的热力学-动力学关系三个方面阐述了本课题组近年来基于高分子玻璃化熵理论的研究进展,重点强调了该理论在理解高分子玻璃化关键问题中的价值和优势.最后,探讨了高分子玻璃化熵理论进一步发展面临的问题与挑战,并且对玻璃化理论研究的未来发展方向进行了展望.

关键词：玻璃化高分子构型熵动力学

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高分子辅助金属沉积研究进展

中国材料进展 2022年第8期41卷 589-600页

作者：赵治王悦田坤卉单宇鹏宋晓艳北京工业大学材料与制造学部新型功能材料教育部重点实验室北京100124

金属沉积在制备功能材料与器件的过程中扮演了重要角色。传统金属沉积技术在材料兼容性与工作条件要求上存在很大的局限,无法满足现代制造业的需求。高分子辅助金属沉积利用高分子独特的理化性质调控金属沉积,反应条件温和,适用材料体... 详细信息

金属沉积在制备功能材料与器件的过程中扮演了重要角色。传统金属沉积技术在材料兼容性与工作条件要求上存在很大的局限,无法满足现代制造业的需求。高分子辅助金属沉积利用高分子独特的理化性质调控金属沉积,反应条件温和,适用材料体系广泛,且对产物的组成分布与空间结构都有很好的控制能力。基于这一方法,研究者们制备了多种功能金属结构材料与金属-高分子复合材料,并将其应用于可穿戴柔性设备、能量储存与转化设备、电信号传感器等领域,获得了巨大成果。对上述工作进行了详细的综述,从高分子的物理与化学特性两方面系统阐述了高分子调控金属沉积的机理,并对具有代表性的高分子辅助金属沉积模式与应用进行了举例说明,最后对未来这一领域的发展做出了展望。

关键词：金属沉积高分子理化性质表面修饰导电材料

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高分子水凝胶在伤口愈合中的应用进展

塑料 2024年第1期53卷 145-149,162页

作者：曹璐姜子景贾园李蓓蓓西安文理学院体育学院陕西西安710065 西安文理学院化学工程学院陕西西安710065

运动员在体育运动过程中容易受伤,伤口止血不及时和伤口愈合速度过慢均严重影响了运动员的职业发展。高分子水凝胶具有材质柔软、不粘连创面等特点,在伤口止血及愈合方面得到广泛的应用。在介绍了高分子水凝胶发展现状的基础上,对不同... 详细信息

运动员在体育运动过程中容易受伤,伤口止血不及时和伤口愈合速度过慢均严重影响了运动员的职业发展。高分子水凝胶具有材质柔软、不粘连创面等特点,在伤口止血及愈合方面得到广泛的应用。在介绍了高分子水凝胶发展现状的基础上,对不同类型高分子水凝胶在伤口愈合方面的应用进行了综述,主要包括天然高分子水凝胶、成型高分子水凝胶以及其他类型水凝胶等,展望了其研究的发展方向。已有的大量研究表明,高分子水凝胶在伤口愈合领域具有特殊的优势,未来可通过引入功能性组分赋予水凝胶更好的抗菌、自修复功能。

关键词：高分子水凝胶伤口愈合伤口敷料医用黏合剂

利用高分子多基元协同效应增强脂质体稳定性的研究

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高分子学报 2023年第5期54卷 675-686页

作者：田显城董原辰孙亚伟刘冬生稀土新材料教育部工程研究中心清华大学化学系北京100084 生命有机磷化学及化学生物学教育部重点实验室清华大学化学系北京100084 中国科学院化学研究所北京100190 中国石油大学(华东)化学工程学院青岛258000

通过合成接枝胆固醇的壳聚糖水溶性高分子,并利用所接枝胆固醇的插膜能力,诱导高分子贴附于脂质体表面,形成高分子-脂质体复合物.研究发现,壳聚糖水溶性高分子可以起到屏蔽膜表面电荷的作用,同时该体系利用高分子链上多位点修饰的疏水... 详细信息

通过合成接枝胆固醇的壳聚糖水溶性高分子,并利用所接枝胆固醇的插膜能力,诱导高分子贴附于脂质体表面,形成高分子-脂质体复合物.研究发现,壳聚糖水溶性高分子可以起到屏蔽膜表面电荷的作用,同时该体系利用高分子链上多位点修饰的疏水基团与磷脂分子之间的疏水作用和高分子多基元之间共价连接的协同效应,增强了脂质体的抗融合及抗表面活性剂能力.该复合策略制备过程简便快捷,在体外实验中已展现出良好的稳定性,在长循环药物递送方面具有潜在的应用.

关键词：脂质体稳定性高分子复合物

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高分子优秀青年学者专辑前言

高分子学报 2024年第5期55卷 I0001-I0003页

作者：杨万泰宛新华《高分子学报》

为了让青年人更好地展现自己的学术风采,《高分子学报》于2020~2023年出版了4期优秀青年学者专辑,共有46位青年学者展现了他们活跃的思维,坚实的基础以及勇于打破成规,跨越学科边界探索的能力.今年的这期专辑包括2篇综述、2篇专论和6篇... 详细信息

为了让青年人更好地展现自己的学术风采,《高分子学报》于2020~2023年出版了4期优秀青年学者专辑,共有46位青年学者展现了他们活跃的思维,坚实的基础以及勇于打破成规,跨越学科边界探索的能力.今年的这期专辑包括2篇综述、2篇专论和6篇研究论文,10位优秀青年学者结合自己的最新研究成果,总结和评述了各自所在研究领域的进展,并展望了未来发展方向.

关键词：最新研究成果青年学者高分子坚实的基础探索的能力活跃的思维优秀青年跨越学科

生物医用高分子材料细胞膜表面功能化的策略与应用

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高分子学报 2024年第5期55卷 553-572页

作者：廖宇思梁剑箫温转蔡明泽宋张志张薿元安红维王浩广西医科大学再生医学与医用生物资源开发应用省部共建协同创新中心南宁530021 国家纳米科学中心中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室北京100190

细胞膜是细胞的外层包裹结构,保护细胞内部免受外界干扰.通过对细胞膜进行修饰,引入特定的分子或结构,可以实现对细胞命运和功能的调控,从而赋予细胞特殊的功能.近年来,利用高分子材料在细胞膜上发生自组装的策略用于功能化修饰细胞膜... 详细信息

细胞膜是细胞的外层包裹结构,保护细胞内部免受外界干扰.通过对细胞膜进行修饰,引入特定的分子或结构,可以实现对细胞命运和功能的调控,从而赋予细胞特殊的功能.近年来,利用高分子材料在细胞膜上发生自组装的策略用于功能化修饰细胞膜表面已被广泛研究.本文综述了利用高分子、多肽及DNA纳米材料对细胞膜进行修饰的策略,总结了其带来的包括受体寡聚化、细胞膜通透性改变以及调节细胞间通讯的生物效应以及细胞膜表面功能化的生物应用.

关键词：细胞膜组装高分子多肽肿瘤治疗