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August 15, 2022/

Review Article on “Dynamics of Charged Macromolecules Under Confinement” is accepted and will be published on Acta Polymerica Sinica. http://www.gfzxb.org/thesisDetails#10.11777/j.issn1000-3304.2022.22236&lang=zh

研究领域

July 31, 2022/

研究领域  一、多尺度自组装复合凝胶网络的结构对力学性能的调控 传统的团聚体(coacervates)是由聚阳离子和聚阴离子通过静电吸引力复合而引起的液-液相分离所产生的,其结构与相行为已被广泛研究。由于这类团聚体是导致一些与神经系统相关的疾病,如帕金森病、阿尔茨海默症等的关键原因,因此,如何避免由液-液相分离产生的团聚体是防止该类疾病发生的关键。受此启发,申请人将由离子键构成的团聚体引入由化学键交联的凝胶网络中,从而实现原位可逆地打开-再结合由物理离子键构成的团聚体,有效避免液-液相分离的发生,这种自组装体兼具传统团聚体和水凝胶两者的优势,是具有可调控的力学性能、介电性能的多重响应性材料。 多尺度自组装体系的设计 通过逐级设计多尺度自组装结构,将一级分子结构设计为中性段-聚阴/阳离子段-中性段三嵌段聚合物。当两种一级单元混合后,中间的聚离子段通过静电吸引力复合形成二级团聚体。二级复合单元再通过光交联等化学方法交联成三级凝胶网络结构。该凝胶网络兼具化学交联点和由离子键构成的物理交联点。通过精确设计一级分子结构,如聚离子段的刚柔性、离子段/中性段的比例、选择具有温度响应性的中性段等,在分子水平上实现其多重响应性,从而自组装成不同构型的二级单元,再通过调节二级单元的参数如交联密度等,最终实现三级自组装凝胶网络宏观性质的调控,从而实现多尺度逐级调控。 多重响应性能的研究 力学响应:申请人利用三重物理概念调控其响应性行为:第一,凝胶网络的弹性模量反比于两个交联点(同时包括物理、化学交联点)之间的Kuhn链段数;第二,凝胶网络中由团聚体构成的物理交联点可以通过调控盐浓度/透析实现可逆地原位打开-再结合,而化学交联点是固定的;第三,中性段选择具有温度响应性的高分子如聚(N-异丙基丙烯酰胺),控温可使其发生体积相转变。结合前两个概念可以实现连续调控自组装凝胶网络的弹性模量。结合第一、三个概念可以实现“微凝胶-水凝胶”非连续性体积相转变:通过调控盐浓度、温度使离子段和中性段同时塌缩,使整个自组装网络塌缩成一个“微凝胶”,反之也可以调节参数使离子段和中性段同时展开成一个溶胀伸展的水凝胶网络。这种“微凝胶-水凝胶”非连续性体积相转变也伴随着体系弹性模量的突变,具有温度、离子强度双重响应。此外,当团聚体由分子量较高的聚阳/阴离子复合形成时,利用其解离时的滞后效应(hysteresis effect)可以研发记忆性功能材料。 介电响应:通过介电松弛谱仪研究自组装网络在不同尺度上的多级介电松弛响应。由于在交流电场下由离子键组成的团聚体的打开-再结合动态过程有电场频率依赖性,利用其滞后效应可以使团聚体储存介电能,发展新型微储能材料。此外,设计中间离子段为半刚性,并使其在外场下发生取向,同时控温使温敏性的中性段塌缩,从而使高度取向的离子段聚并产生“类晶体”的网络结构,这种高度取向的三维网络结构有利于电荷输运、电子跃迁,从而提高电导率。 该“准团聚体凝胶网络”对深入理解多级松弛动力学、凝胶结构与力学、介电性能的关系等基础科学问题具有重要意义,也对智能开关、储能记忆材料等领域具有潜在应用价值。 二、仿生黏液的体积相转变机制及其在附着型疫苗中的应用 黏液是人体免疫系统的第一道保护屏障,它的主要功能是润滑、水合,保护上皮细胞。黏液控制着营养物质、毒素和活性细胞的进出。黏液能够在几毫秒内体积膨胀/塌缩 100-1000  倍的,被著称为“Jack in the box  大爆炸”体积相转变。根据需要,黏液或形成多孔疏松的网络结构使外来物(如药物)顺利穿过而进入人体,或塌缩成一个密实结构将外来物(如病毒)阻挡住而无法进入体内。尽管黏液是人体非常重要的保护屏障,但是人们对其“大爆炸”式的体积相转变物理机制并未理解,一直是一个困扰科学家的科学难题。 我们将研究黏液的可逆体积相转变的物理本质与发生机制,包括黏液体积相转变过程中的电荷重整化与疏水作用力的协同作用,多偶极作用与唐南平衡对体积相转变的调控规律,以及过量带电与体积反转现象等关键科学问题,力争在高分子物理学科的基础研究上做出原创性突破。基于对黏液体积相转变物理机制的深刻理解,并结合非扩散型拓扑动力学为抗体大分子创造以多熵位垒为驱动力的亚稳态,并通过与疫苗专家密切合作,共同进行关键技术开发,设计研发新型附着型疫苗,从而简易快速地阻止病毒入侵,把病毒扼杀在人体免疫系统的第一道屏障处。这种对疫苗的物理存在方式上的创新研发是对传统疫苗研发方法的重要补充。 三、两性聚电解质/电解质构筑的复合物(complexation)的反应动力学演化行为及其在神经系统疾病中的应用…

招聘信息

July 31, 2022/

中科院化学所高分子物理与化学实验室贾迪课题组拟招聘1-2名博士后,若干名项目聘用。诚挚欢迎热爱科研、积极上进、认真负责的优秀青年人才加入团队!  一、应聘条件  1.博士毕业三年(含)内或即将博士毕业的应届生,具有高分子物理、软物质物理、聚电解物理、高分子化学、软物质材料、纳米材料、高分子材料等相关专业背景,近五年内在相关领域权威期刊至少发表过1篇第一作者或通讯作者论文;尤其掌握光散射、中子散射、X-ray散射技术与理论以及介电松弛技术与理论的申请者优先。   2.具有严谨诚实的学术态度、优良的团队合作精神,热爱科研工作,积极乐观,责任心强;    3.能够熟练地用英文进行论文写作;  4.博士后期间需全时工作,不得兼职。     二、聘用待遇    1.按中国科学院及化学所博士后有关规章制度执行;年薪不低于20万,并享受科研奖励;    2.按化学所规定安排博士后公寓或提供住房补贴;    3.按北京市规定的社会保险政策办理社会保险和住房公积金;    4.课题组将积极推荐并协助申请北京分子科学国家研究中心的BMS Junior Fellow 项目(http://bnlms.iccas.ac.cn/)、中科院特别研究助理资助项目,以及博士后基金等;    三、应聘材料    1.个人简历(学习和工作经历,研究背景,发表论文,获奖情况,至少三个推荐人的联系方式等);    2.研究经历及未来研究兴趣总结(一页);    3.其他证明本人科研成果与能力的材料;  4.请将应聘材料通过电子邮件发给联系人,初审合格者将安排面试…

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