大分子自组装，孕育先进材料的摇篮

2019 年 1 月 9 日 科学出版社

大分子自组装是研究大分子之间、大分子与小分子之间、大分子与纳米粒子之间或大分子与基底之间的非共价相互作用，从而创制多级组装体，并以此为基础构建功能。大分子自组装属超分子化学和高分子科学的交叉学科，是当今化学和材料科学发展的前沿，也是孕育先进材料的摇篮。

21世纪初，复旦大学江明教授研究小组经过20多年坚持不懈的努力，独辟蹊径，创建了“非共价连接胶束”的大分子自组装的新途径，实现了诸多均聚物、齐聚物、离聚物、无规共聚物及接枝共聚物等非嵌段共聚物在溶液中的有序自组装。这一系列具有中国特色的原创性成果，得到国内外同行的广泛关注、认可和后续跟踪研究。

为推进大分子自组装学科的发展，江明教授邀请Eisenberg教授、刘国军教授、张希教授等国际大分子自组装领域的领军人物，会同国内相关领域的多位青年才俊，撰写了《大分子自组装》一书，该书于2006年由科学出版社正式出版。《大分子自组装》一经推出，读者们反响热烈。首印2500册，不到一年时间就售罄重印。这对学术专著而言，可称难能可贵。

2006年出版的《大分子自组装》

最近10多年来，我国大分子自组装研究以超常速度蓬勃发展，取得了一系列标志性，甚至是开拓性和引领性的研究成果。为及时准确地总结和反映该领域的快速发展，给国内外学术同行特别是年轻一代呈现最新的相关研究动态与重要进展，在江明教授和张希教授等的策划和鼓励下，中国科技大学刘世勇教授欣然受命组织国内外20余位活跃在相关前沿领域的学者，编撰出这本《大分子自组装新编》。全书共18章，每章都以执笔者为代表的课题组的研究成果为主，兼收同时期国际上本领域研究成果之精华。

新鲜出版的《大分子自组装新编》

《大分子自组装新编》的阅读对象：高分子科学、超分子化学、材料化学和物理、胶体和界面化学、生物医用材料等领域的科研技术人员、研究生及高年级本科生。

嵌段共聚物自组装是大分子自组装的研究源头，至今仍然占据着重要的地位。A. Eisenberg教授与上海交通大学麦亦勇教授共同执笔本书的第1章，对嵌段共聚物自组装研究领域的新进展进行了系统的剖析和总结。众所周知，“结晶驱动活性自组装”是过去十多年来国际大分子自组装领域最引人注目的发展之一。在第2章中，I. Manners教授与李霄羽教授和窦红静教授对结晶驱动自组装的起源、拓展和应用进行了全面综述，详细描述了发现、探索和思考的过程。与此相关，中山大学陈永明教授等在第6章中，为我们展示了利用经典的嵌段共聚物本体中的微相分离结构在溶液中获得功能性的杂化及多级功能组装体的演化过程。复旦大学陈道勇教授等重点总结了近十年来在柔性粒子可控多级组装方面的研究进展，将“柔性组装基元”与“多级组装结构”这一对看似矛盾的研究对象有机融合，相关内容总结于第5章。此外，嵌段共聚物自组装在大多数情况下并非是在完全开放的体相条件实现的，往往受到边界条件的影响。“嵌段共聚物在受限空间中的自组装”的研究便应运而生，华中科技大学朱锦涛教授等撰写的第13章对这一领域的全面评述与展望，令人耳目一新。

单链DNA缠绕球形胶束的赤道区域形成的环状各向异性粒子，以及环状各向异性粒子沿赤道自组装形成自支撑的二维薄膜

大分子自组装的实验研究和相关的理论工作从来都是相辅相成的。虽然嵌段共聚物自组装的基本理论框架约30年前已经建立，但该领域仍在丰富和深化中。中国科学技术大学梁好均教授等所著的第3章“大分子自组装理论与模拟”，总结了当今大分子自组装的系列热点问题。

理论计算预测的ABC三嵌段共聚物的微相分离结构，不同颜色代表不同聚合物组分

占据高分子材料近乎半壁江山的无规共聚物同样可自组装形成具有规整结构的功能性聚集体。江南大学刘晓亚教授等在此领域有系统研究，她们将这类组装体推向实际应用的成功经验，特别具有启发性，总结于本书第15章。

具有抑菌和多环芳烃吸附功能的无规共聚物囊泡制备和作用机理示意图

大分子自组装研究的最杰出成就源自于向生物有机体学习，因此与生命科学的结合尤为重要，以下几方面的研究进展尤为引人注目。一方面是向自然界学习，模仿生命有机体的协同、多级自组装过程。如第4章所述，南开大学史林启教授将分子生物学研究领域的分子伴侣概念，成功引入到大分子自组装领域中，取得了一系列有意义的标志性成果。另一方面是借助生物大分子的精密结构与功能，结合各种超分子化学作用，以模拟和构筑各类新型功能性组装体。华东理工大学的林嘉平教授等、吉林大学的刘俊秋教授等和清华大学的刘冬生教授等在本书第16章～18章中，分别为我们展示了他们在聚肽共聚物、蛋白质和DNA自组装领域取得的杰出成就及国内外同行的相关重要研究进展。江明教授在自己步入晚年之时，力图将他的NCCMs研究路线向生命科学延伸，开拓交叉学科的新方向。这一夙愿由于课题组引进了不同学科背景的青年学者终成现实。复旦大学陈国颂教授等所撰写的第7章部分反映了这方面的成就，系统总结了结合糖化学、糖生物学与大分子的“甜蜜自组装”的开拓性成果。

CoⅢTPPS/TM-â-CD 前驱体与PEG-b-PLys 和七肽共同组装形成胶束

将大分子自组装的研究导向具有实际应用的生物材料是广大研究者的共同愿望和目标。浙江大学黄飞鹤教授等基于其在冠醚和柱芳烃的超分子聚合物领域的坚实基础，近年来着力利用主客体识别的刺激响应性、可逆性和选择性，构筑各类结构和功能可精确调控的聚合物网络智能材料，该方面内容总结于第8章。南京大学蒋锡群教授等在第9章中，为我们展示了由生物大分子与合成高分子组装而成的各种纳米载体，它们在生物造影、药物缓释、肿瘤治疗等的实际应用方面前景光明。在第10章中，清华大学许华平教授等系统讲述了如何通过多种途径，将人体必需的硒元素引入高分子中，进而辅之以自组装的手段，构筑一系列具有多重、独特刺激响应性的生物医用含硒功能组装体。同济大学杜建忠教授等则从高分子囊泡膜结构的系统研究出发，对高分子囊泡的功能化及其潜在应用展开系统评述(第11章)。目前，以药物为重复单元的医用功能高分子合成、可控组装、形貌调控及其生物医用功能应用方面存在着巨大挑战与机会。中国科学技术大学刘世勇教授等在第12章中，系统讨论了如何从其提出的“聚前药两亲分子”的新概念出发，结合小分子前药的分子设计与聚前药超分子组装体的优化调控，来实现药物高效输运的精妙策略。本书第14章则由吉林大学孙俊奇教授等接力《大分子自组装》一书中张希教授的“聚合物的交替沉积组装”，为我们讲述智能响应大分子层层自组装膜的精确构筑及其在高效促动器、行走机器、自修复超疏水和划痕修复聚电解质膜等方面的最新应用研究进展。

聚前药基元堵孔的交联聚前药囊泡用于亲疏水药物协同输运，如喜树碱和阿霉素，并实现动物肿瘤模型的高效联合化疗

通过本书的介绍，读者可以全面了解近10年来，大分子自组装领域的最新研究进展和未来的发展趋势。

刘世勇教授简介

刘世勇，中国科学技术大学高分子科学与工程系教授、博导、中科院软物质化学重点实验室主任、化学与材料科学学院副院长，国家杰出青年科学基金获得者、教育部“大分子胶体与溶液”创新团队学术带头人、新世纪百千万人才工程国家级人选、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授、英国皇家化学会会士、“万人计划”科技创新领军人才入选者。迄今为止，在J. Am. Chem. Soc., Angew.Chem. Int. Ed. 等SCI刊物上发表论文199篇。曾获中科院优秀研究生指导教师奖、教育部全国优秀博士学位论文指导教师奖、安徽省自然科学一等奖等。现任Chemistry of Materials、Chinese Journal of Polymer Science副主编及其他多家刊物如《中国科学: 化学》和Science China Chemistry等编委。

本文摘编自刘世勇等著《大分子自组装新编》一书，标题为编者所加。

《大分子自组装新编》

刘世勇等著

ISBN 9787030585837

责任编辑：周巧龙

内容简介

近十多年以来，大分子自组装研究领域飞速发展，新理论、新方法、新技术、新应用层出不穷。《大分子自组装新编》集结大分子自组装领域前沿的科研人员，对这些新的研究成果进行详细介绍。全书共18章，主要内容包括嵌段共聚物在本体和溶液中的自组装、结晶驱动可控自组装、大分子自组装理论与模拟、仿生自组装、超分子识别自组装、自组装生物医用材料、受限空间自组装、层层自组装、超支化聚合物自组装、生物大分子自组装等。系统阐述了各类大分子自组装的基本方法、调控策略，并佐之以翔实的图表与文献报道，既瞄准大分子自组装领域的基础科学问题，也全面阐述大分子自组装技术在材料构筑与实际应用中的宏伟前景，对从事相关研究领域的科技工作者具有重要的参考价值和实际指导意义。

(本期编辑：王芳)