第161次-- 科学与技术前沿论坛

主题报告

基于激发态自组装的光响应功能材料http://videozh.cas.cn/masvod/public/2025/09/10/20250910_199317a5dca_r36_1200k.mp4
朱亮亮教授复旦大学

我们聚焦多硫芳烃分子新基元的构筑，利用其基态/激发态构象的显著差异，以及激发态的长寿命特征，成功实现了光激发诱导分子聚集行为，突破了传统激发态构象不稳定观念；建立了激发态构象驱动分子组装新机制，指导光响应新体系设计和光响应速率控制；进一步创制了一系列光响应高分子新材料，通过基元的构象光调控行为带动高分子链协同组装，显著提升了其光致动能力，实现了单一聚合物通过传统光化学调控难以实现的大幅度相变，以及相应材料功能的实时构建。
均孔树脂熔融合成
张振杰教授南开大学

共价有机框架（COFs）材料是有机分子通过共价键连接形成的晶态均孔聚合物，与传统树脂的化学本质相同，被誉为全新一代的吸附分离树脂材料。得益于网格化学（构建的均一孔结构），COFs 也被称为“均孔树脂”，具有超越传统树脂材料的优异性能，如孔径精确可调、超高比表面积、高热和酸碱稳定性等。然而，随着基础与应用研究的逐步深入，COFs 材料如何从“书架”走向“货架”，仍然面临以下关键共性问题：（1）孔结构规整性亟待提升。（2）难以规模化生产与应用。迫切需要从基础研究入手，开发适合 COFs 规模化合成的新方法，以突破 COFs 材料合成与应用的关键瓶颈。鉴于此，我们利用分子工程思想，通过基础研究的突破，成功解决了长期困扰COFs 规模化合成与应用的关键问题。（1）创制“分子助剂”介导的熔融绿色合成法，阐明增强结构规整性的分步聚合机理和反应动力学，实现 COFs 规模化制备方法 0 到 1 的突破；（2）提出“分子捕手”、“分子孔道”设计策略，实现烃类气体捕集纯化、海水淡化性能强化，创造一系列新的效能纪录；（3）建成全球首个 COFs吨级生产示范线，开创 COFs 工业示范应用，实现 COFs 从 1 到 100 的产业化突破。
基于纳米技术的智能纳米药物新形态
聂广军教授国家纳米科学中心

近年来，随着纳米技术和生物医药的飞速发展，涌现出在智慧医疗时代背景下的、以智能纳米药物为代表的多种药物新样态，在复杂疾病的诊疗中彰显出巨大的潜力。智能纳米药物的纳米尺度和智能属性，使其有能力到达现有医疗器械难以企及的体内微区，从而具备执行药物精准递送、基因转染、疾病治疗、免疫调控、病灶靶向、组织修复以及活体检视等各种生物医学任务的能力，有望为解决人类当前所面临的各种健康问题提供智能化思路和技术。智能药物具有不同以往的新内涵和特性；药物的智能制造基础强烈依赖于化学学科和材料学科的发展；临床未被满足的需求不断牵引智慧医药适应症和功能拓展；同时，智能医药具有非常明显的多学科交叉融合特性和未来快速发展的态势。
智能软材料
武培怡教授东华大学

随着物联网时代的到来，人机交互的需求也在推动着仿生智能材料的发展。特别是，受生物组织的大分子网络和离子信号的启发，准固态离子导体，包括人工水凝胶和非挥发性离子弹性体，由于许多仿生特性，如生物相容性、柔软性和离子传导性，引起了越来越多的研究者的兴趣，也已经发展出了丰富的功能，实现了广泛的应用，成为了促进人机交互的重要候选材料之一。拟综述生物启发的准固态离子导体在人机交互平台的最新进展；涵盖了从材料、加工和应用到未来的机遇与挑战等主题；从生物启发的概念和人工离子导体的历史出发，系统展示团队前期在准固态离子导体领域的一系列研究工作，最后描述了集成人工离子系统的令人兴奋的未来，并简要讨论了准固态离子导体的在实际应用中的机遇与挑战。
动态二硫化学与功能组装材料http://videozh.cas.cn/masvod/public/2025/09/15/20250915_1994b70f924_r36_1200k.mp4
曲大辉教授华东理工大学

利用“自下而上”策略，在分子层面利用合成化学工具精准改造分子基元，然后通过分子间相互作用力（即超分子化学）将分子尺度的本征性质和动态行为集成、放大到宏观材料尺度，是化学家设计动态分子材料的基本手段。因此，发现和拓展“动态化学工具箱”(dynamic chemistry toolbox)是构筑动态智能材料的化学基础。我们发现了一种天然小分子硫辛酸的本征结构特点，其极其简单的分子骨架同时包含了动态共价二硫键以及非共价键羧基单元，以此开发了一种动态超分子聚合物的简单、高效的制备方法，本报告将聚焦我们在该方向的一些探索。

第161次：智能化学