国家自然科学奖初评通过项目-大分子自组装的新路线及其运用
| 项目名称： | 大分子自组装的新路线及其运用 |
| 推荐单位： | 上海市 |
| 项目简介： | 化学自组装是指构筑基元通过非共价键作用自发地形成有序结构的过程，是创造具有多层次结构与功能的新材料的重要途径，是国际学术前沿研究领域。国家基金委已将"可控自组装与功能化"列为重大研究计划。大分子自组装是化学自组装中最重要的研究领域之一。国际上大分子自组装领域的研究集中于嵌段共聚物。本项目针对该领域中存在的重要科学问题进行了10余年的持续研究，发展了一系列大分子自组装的新机制、新原理和新方法，取得了具有系统性的创新性研究成果。 本项目在我们有关高分子间的络合作用的研究基础上，首创了大分子组装的"非嵌段共聚物路线"。基于这一路线，以各种均聚物、无规共聚物、树枝状高分子以及无机粒子等作为结构单元，以多种非共价键相互作用如氢键、离子相互作用、主客体识别等作为驱动力，构筑了核-壳间非共价键连接的聚合物胶束(NCCM)、空心球等；并实现了组装体的结构与功能的调控和环境响应特性。在这一方面，本项目以独特的学术思路开拓了新的研究领域，形成了系统的原创性科学成果。 制备NCCM的核心思想是将聚合物之间的相互作用局域化。通过对这一思想的进一步拓展，本项目还发展出多种嵌段共聚物胶束化的新机制和新方法，即化学交联诱导胶束化以及小分子络合诱导胶束化，在理论上具有重要意义，且为聚合物组装体结构与功能的调控提供新的原理和途径。此外，与传统的胶束化过程相比，这些新的嵌段共聚物胶束化过程具有良好的可控性，可在高浓度下实施，使聚合物胶束的制备效率比已有方法高1～2个数量级，克服了传统方法因胶束制备效率太低而给胶束应用带来的限制。 聚合物胶束用于生物医药领域中的关键问题之一是其生物相容性。针对这一问题，本项目将合成高分子自组装形成NCCM的原理应用于生物大分子的自组装，即通过调控蛋白质与蛋白质、蛋白质与多糖之间的相互作用实现其自组装，从而发展了全绿色的大分子自组装路线，获得了具有良好生物相容性的大分子组装体。为解决大分子组装体在生物体中应用的关键问题做出了实质性的贡献。 上述成果得到了国际学术界的普遍认同和应用，引领了国际上部分相关课题的研究，产生了重要的国际影响。国际同行称非嵌段共聚物路线为"江路线"，江明为"NCCM的先驱者"，其有关NCCM的早期论文为这个领域的"种子"。江明应邀于2010 年7月在英国举行的第43届IUPAC世界高分子大会上就"大分子自组装的新路线"作了60分钟大会报告。江明于2009年当选为英国皇家化学会会士。本项目在SCIE期刊上发表论文80篇(正面他引1621次，8篇代表性论文被正面他引604次，其中的两篇论文分别被正面他引130次以上)，三名主要完成人是全部文章的通讯作者。授权发明专利5项。相关工作总结为专著"大分子自组装"(科学出版社，2006)。本项目所列成果，均未列入江明过去的获奖项目。 |
| 主要完成人： |
江明 对所有发现点均做出贡献。其中对发现点1、3的全部以及2 中的2.1，2.2做出主要贡献。是代表性论文1，2，3，4，7，8的通讯作者，代表性论文5的共同通讯作者，代表性论文6的共同作者。该项目研究工作所涉及的工作量为该完成人在项目执行期间总科研工作量的90%。 陈道勇 对发现点4做出主要贡献。是代表性论文1，5的第一作者，代表性论文5的共同通讯作者，代表性论文2，4，6的共同作者。该项目研究工作所涉及的工作量为该完成人在项目执行期间总科研工作量的70%。 姚萍 对发现点2中的2.3做出主要贡献。是代表性论文6的通讯作者。该项目研究工作所涉及的工作量为该完成人在项目执行期间总科研工作量的70%。 |
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