封面设计理念

       此封面设计秉持了融合现代科技与传统中国文化的设计理念，力求展现人工智能在诱导自组装模板反向设计中应用的完整流程与高效实现方式。本封面主体分为左右两个部分。其中右半部分代表场论模拟方法，对嵌段共聚物的化学模板发生相分离后的图案进行正向预测。左半部分代表深度学习方法，整体架构类似于一个打印机，表示将期望得到的相分离图案输入神经网络，其能够像打印机一样准确且高效的反向设计诱导模板。右半部分的模板上刻有七个篆体字：“软物质物理研究”，既表明研究的主体内容；同时其形式上与中国古代的活字印刷类似，具体了现代科技与中国传统文化的整合。

作者介绍

       朱亮亮，男，1982 年生。复旦大学高分子科学系研究员，博士生导师。2005 年获得浙江大学学士学位，2011 年获得华东理工大学博士学位。2011~2015 年分别在新加坡南洋理工大学和美国哥伦比亚大学从事博士后研究工作。2015 年5 月入职复旦大学开展独立研究工作。入选国家高层次青年人才计划资助。主要研究方向为有机高分子光功能材料。

文章亮点

       在软物质物理研究领域，高分子场论模拟方法具有独特的优势。不同于基于粒子的描述方法，场论描述通过引入连续的场变量，为描述和处理软物质系统中的复杂相互作用提供了一个更加高效和宏观的视角。本文介绍了高分子场论方法在平衡态和非平衡态软物质体系中的多种应用，并探讨了将人工智能技术与高分子场论相结合在DSA模板设计等领域的创新应用。

文章重要内容

     复旦大学朱亮亮课题组围绕多硫芳烃的光激发诱导组装(photoexcitation-induced assembly, PEIA)策略，以专论形式介绍这一策略的发现、发展、机理以及在构筑功能纳米材料方面的应用。在此基础上，进一步介绍这一组装新思路在嵌段共聚物体系中的应用和拓展，并就这一领域的发展做出展望。

文章背景

     大分子自组装是含大分子组装单元通过弱相互作用力自发进行有序聚集的过程。为了实现对分子自组装的精确调控，人们致力于构建具有新结构和新功能的材料，而引入外部刺激是一种有效的方法。其中，光刺激由于其便利性和可调性受到了广泛关注。传统的光驱动大分子自组装(如图1所示)，是利用各种光响应基元(比如偶氮苯、螺吡喃、二芳基乙烯等)接入到大分子的特定结构中，利用光照前后光响应基元化学结构的变化作为自组装的驱动力，其本质上是一种光化学过程。然而，这种自组装过程存在转化率不能达到100%、易产生副反应等问题从而诱发缺陷并影响材料功能。基于物理性光控分子的激发态自组装(如图2所示)，是利用从基态到激发态的分子构象变化(而非分子结构变化)驱动分子运动和聚集，进一步促进整个材料系统的协同组装和相演化。与光化学过程相比，光激发态自组装这一物理过程更加简单直接地实现光子充分利用，从而可以避免上述光化学过程带来的组装体缺陷问题。

图1 (a) 基于传统光化学反应的光驱动大分子自组装原理示意图；(b) 嵌段聚合物的无序组装

图2 (a) 基于多硫苯芳烃的光激发诱导大分子自组装原理示意图；(b) 嵌段聚合物的有序自组装

文章概述

     在专论的第一部分，作者首先介绍了光激发诱导组装(PEIA)策略的发现过程。这一新型组装方法的发展，首先归功于在室温下对水溶性多硫苯芳烃进行光照实验时，发现了磷光的光活化现象。通过各种测试发现，该磷光光活化过程并没有涉及到分子结构的变化，而是基态到激发态的构象变化。第二部分总结了PEIA的基本要素。第三部分重点介绍了嵌段聚合物体系中的协同PEIA机理，并详细举例了该策略在定向自组装可视化、微相分离调控、相体积率调节等方面的应用。

       上述工作以专论形式已在《高分子学报》2024年第7期“庆祝复旦大学高分子科学系成立30周年”专辑印刷出版，论文第一作者为复旦大学博士研究生刘谋为，通讯作者为朱亮亮研究员。

引用本文：

刘谋为, 朱亮亮.光激发诱导组装策略在大分子组装中的应用.高分子学报,2024,55(7),802-813 Liu, M. W.; Zhu, L. L.Application of photoex-induced assembly strategies to macromolecular assembly. Acta Polymerica Sinica,2024,55(7),802-813doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2023.23295

原文链接：http://www.gfzxb.org/thesisDetails#10.11777/j.issn1000-3304.2023.23295&lang=zh