大分子自組裝，孕育先進材料的搖籃

大分子自組裝是研究大分子之間、大分子與小分子之間、大分子與納米粒子之間或大分子與基底之間的非共價相互作用，從而創製多級組裝體，並以此為基礎構建功能。大分子自組裝屬超分子化學和高分子科學的交叉學科，是當今化學和材料科學發展的前沿，也是孕育先進材料的搖籃。

21世紀初，復旦大學江明教授研究小組經過20多年堅持不懈的努力，獨闢蹊徑，創建了「非共價連接膠束」的大分子自組裝的新途徑，實現了諸多均聚物、齊聚物、離聚物、無規共聚物及接枝共聚物等非嵌段共聚物在溶液中的有序自組裝。這一系列具有中國特色的原創性成果，得到國內外同行的廣泛關注、認可和後續跟蹤研究。

為推進大分子自組裝學科的發展，江明教授邀請Eisenberg教授、劉國軍教授、張希教授等國際大分子自組裝領域的領軍人物，會同國內相關領域的多位青年才俊，撰寫了《大分子自組裝》一書，該書於2006年由科學出版社正式出版。《大分子自組裝》一經推出，讀者們反響熱烈。首印2500冊，不到一年時間就售罄重印。這對學術專著而言，可稱難能可貴。

2006年出版的《大分子自組裝》

最近10多年來，我國大分子自組裝研究以超常速度蓬勃發展，取得了一系列標誌性，甚至是開拓性和引領性的研究成果。為及時準確地總結和反映該領域的快速發展，給國內外學術同行特別是年輕一代呈現最新的相關研究動態與重要進展，在江明教授和張希教授等的策劃和鼓勵下，中國科技大學劉世勇教授欣然受命組織國內外20餘位活躍在相關前沿領域的學者，編撰出這本《大分子自組裝新編》。全書共18章，每章都以執筆者為代表的課題組的研究成果為主，兼收同時期國際上本領域研究成果之精華。

新鮮出版的《大分子自組裝新編》

《大分子自組裝新編》的閱讀對象：高分子科學、超分子化學、材料化學和物理、膠體和界面化學、生物醫用材料等領域的科研技術人員、研究生及高年級本科生。

嵌段共聚物自組裝是大分子自組裝的研究源頭，至今仍然佔據著重要的地位。A. Eisenberg教授與上海交通大學麥亦勇教授共同執筆本書的第1章，對嵌段共聚物自組裝研究領域的新進展進行了系統的剖析和總結。眾所周知，「結晶驅動活性自組裝」是過去十多年來國際大分子自組裝領域最引人注目的發展之一。在第2章中，I. Manners教授與李霄羽教授和竇紅靜教授對結晶驅動自組裝的起源、拓展和應用進行了全面綜述，詳細描述了發現、探索和思考的過程。與此相關，中山大學陳永明教授等在第6章中，為我們展示了利用經典的嵌段共聚物本體中的微相分離結構在溶液中獲得功能性的雜化及多級功能組裝體的演化過程。復旦大學陳道勇教授等重點總結了近十年來在柔性粒子可控多級組裝方面的研究進展，將「柔性組裝基元」與「多級組裝結構」這一對看似矛盾的研究對象有機融合，相關內容總結於第5章。此外，嵌段共聚物自組裝在大多數情況下並非是在完全開放的體相條件實現的，往往受到邊界條件的影響。「嵌段共聚物在受限空間中的自組裝」的研究便應運而生，華中科技大學朱錦濤教授等撰寫的第13章對這一領域的全面評述與展望，令人耳目一新。

單鏈DNA纏繞球形膠束的赤道區域形成的環狀各向異性粒子，以及環狀各向異性粒子沿赤道自組裝形成自支撐的二維薄膜

大分子自組裝的實驗研究和相關的理論工作從來都是相輔相成的。雖然嵌段共聚物自組裝的基本理論框架約30年前已經建立，但該領域仍在豐富和深化中。中國科學技術大學梁好均教授等所著的第3章「大分子自組裝理論與模擬」，總結了當今大分子自組裝的系列熱點問題。

理論計算預測的ABC三嵌段共聚物的微相分離結構，不同顏色代表不同聚合物組分

佔據高分子材料近乎半壁江山的無規共聚物同樣可自組裝形成具有規整結構的功能性聚集體。江南大學劉曉亞教授等在此領域有系統研究，她們將這類組裝體推向實際應用的成功經驗，特別具有啟發性，總結於本書第15章。

具有抑菌和多環芳烴吸附功能的無規共聚物囊泡製備和作用機理示意圖

大分子自組裝研究的最傑出成就源自於向生物有機體學習，因此與生命科學的結合尤為重要，以下幾方面的研究進展尤為引人注目。一方面是向自然界學習，模仿生命有機體的協同、多級自組裝過程。如第4章所述，南開大學史林啟教授將分子生物學研究領域的分子伴侶概念，成功引入到大分子自組裝領域中，取得了一系列有意義的標誌性成果。另一方面是藉助生物大分子的精密結構與功能，結合各種超分子化學作用，以模擬和構築各類新型功能性組裝體。華東理工大學的林嘉平教授等、吉林大學的劉俊秋教授等和清華大學的劉冬生教授等在本書第16章～18章中，分別為我們展示了他們在聚肽共聚物、蛋白質和DNA自組裝領域取得的傑出成就及國內外同行的相關重要研究進展。江明教授在自己步入晚年之時，力圖將他的NCCMs研究路線向生命科學延伸，開拓交叉學科的新方向。這一夙願由於課題組引進了不同學科背景的青年學者終成現實。復旦大學陳國頌教授等所撰寫的第7章部分反映了這方面的成就，系統總結了結合糖化學、糖生物學與大分子的「甜蜜自組裝」的開拓性成果。

CoⅢTPPS/TM-a-CD 前驅體與PEG-b-PLys 和七肽共同組裝形成膠束

將大分子自組裝的研究導向具有實際應用的生物材料是廣大研究者的共同願望和目標。浙江大學黃飛鶴教授等基於其在冠醚和柱芳烴的超分子聚合物領域的堅實基礎，近年來著力利用主客體識別的刺激響應性、可逆性和選擇性，構築各類結構和功能可精確調控的聚合物網路智能材料，該方面內容總結於第8章。南京大學蔣錫群教授等在第9章中，為我們展示了由生物大分子與合成高分子組裝而成的各種納米載體，它們在生物造影、藥物緩釋、腫瘤治療等的實際應用方面前景光明。在第10章中，清華大學許華平教授等系統講述了如何通過多種途徑，將人體必需的硒元素引入高分子中，進而輔之以自組裝的手段，構築一系列具有多重、獨特刺激響應性的生物醫用含硒功能組裝體。同濟大學杜建忠教授等則從高分子囊泡膜結構的系統研究出發，對高分子囊泡的功能化及其潛在應用展開系統評述(第11章)。目前，以藥物為重複單元的醫用功能高分子合成、可控組裝、形貌調控及其生物醫用功能應用方面存在著巨大挑戰與機會。中國科學技術大學劉世勇教授等在第12章中，系統討論了如何從其提出的「聚前葯兩親分子」的新概念出發，結合小分子前葯的分子設計與聚前葯超分子組裝體的優化調控，來實現藥物高效輸運的精妙策略。本書第14章則由吉林大學孫俊奇教授等接力《大分子自組裝》一書中張希教授的「聚合物的交替沉積組裝」，為我們講述智能響應大分子層層自組裝膜的精確構築及其在高效促動器、行走機器、自修復超疏水和劃痕修復聚電解質膜等方面的最新應用研究進展。

聚前葯基元堵孔的交聯聚前葯囊泡用於親疏水藥物協同輸運，如喜樹鹼和阿黴素，並實現動物腫瘤模型的高效聯合化療

通過本書的介紹，讀者可以全面了解近10年來，大分子自組裝領域的最新研究進展和未來的發展趨勢。

劉世勇教授簡介

劉世勇，中國科學技術大學高分子科學與工程系教授、博導、中科院軟物質化學重點實驗室主任、化學與材料科學學院副院長，國家傑出青年科學基金獲得者、教育部「大分子膠體與溶液」創新團隊學術帶頭人、新世紀百千萬人才工程國家級人選、教育部「長江學者獎勵計劃」特聘教授、英國皇家化學會會士 、「萬人計劃」科技創新領軍人才入選者。迄今為止，在J. Am. Chem. Soc., Angew.Chem. Int. Ed.等SCI刊物上發表論文199篇。曾獲中科院優秀研究生指導教師獎、教育部全國優秀博士學位論文指導教師獎、安徽省自然科學一等獎等。現任Chemistry of Materials、Chinese Journal of Polymer Science副主編及其他多家刊物如《中國科學: 化學》和Science China Chemistry等編委。

本文摘編自劉世勇等著《大分子自組裝新編》一書，標題為編者所加。

《大分子自組裝新編》

劉世勇 等 著

責任編輯：周巧龍

內容簡介

近十多年以來，大分子自組裝研究領域飛速發展，新理論、新方法、新技術、新應用層出不窮。《大分子自組裝新編》集結大分子自組裝領域前沿的科研人員，對這些新的研究成果進行詳細介紹。全書共18章，主要內容包括嵌段共聚物在本體和溶液中的自組裝、結晶驅動可控自組裝、大分子自組裝理論與模擬、仿生自組裝、超分子識別自組裝、自組裝生物醫用材料、受限空間自組裝、層層自組裝、超支化聚合物自組裝、生物大分子自組裝等。系統闡述了各類大分子自組裝的基本方法、調控策略，並佐之以翔實的圖表與文獻報道，既瞄準大分子自組裝領域的基礎科學問題，也全面闡述大分子自組裝技術在材料構築與實際應用中的宏偉前景，對從事相關研究領域的科技工作者具有重要的參考價值和實際指導意義。

(本期編輯：王芳)

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