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2011年国家自然科学奖二等奖
大分子自组装的新路线及其运用

江明 陈道勇 姚萍

         大分子自组装是高分子和超分子科学的交叉学科领域,是创造具有多层次结构与功能的新材料的重要途径之一。30年来国际上该领域的研究集中于嵌段共聚物的胶束化,但胶束化过程控制难,制备效率低,组装体的生物安全性难以保证,针对这些难题,该项目创建了大分子自组装的新路线,取得了以下主要创新成果:
         首创了大分子自组装的“非嵌段共聚物路线”,实现了大分子的规则组装。得到核-壳间非共价键连接的聚合物胶束(NCCM)和空心球,构筑不同结构与功能的组装体。将上述分子间相互作用局域化驱动自组装的原理扩展到嵌段共聚物和生物大分子领域,提出了嵌段共聚物的新的组装机理,实现了聚合物胶束的高效制备,获得了一系列结构新颖、功能独特的嵌段共聚物组装体,形成了包括各类蛋白/多糖体系的天然大分子自组装的绿色化学新方法。
         该项目发表论文80篇,迄今他引2000余次,取得发明专利5项。提出大分子自组装的“非嵌段共聚物路线”、“非共价键胶束”、“化学交联诱导胶束化”、“生物大分子自组装”等路线和概念得到了国际学术界的普遍认同,并被国内外学者成功应用,江明应邀在第43届IUPAC世界高分子大会上就大分子自组装做大会报告,成为该领域国际上最优秀的课题组之一

 

2006年10月,江明教授组织编写的《大分子自组装》一书由科学出版社出版发行。
大分子自组装属超分子化学和高分子学科的交叉学科,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。它的主要研究内容是高分子之间或高分子与小分子或高分子与纳米粒子之间通过非共价键的相互作用,进行自组装而实现不同尺度上的规则结构。近年来,我国科学家在此领域取得了重要成果,特别着重于我国科学家的富有特色的新成果。本书内容包括嵌段共聚物在本体和溶液中的自组装,此类自组装体的化学演化,高分子自组装的非嵌段共聚物路线,自组装结构的固定化,以及含有纳米粒子、表面活性剂等体系的自组装等。

该书:
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由该领域的著名科学家江明院士组织编写,作者均为活跃在该领域的知名学者,包括该领域的权威,加拿大科学院院士Adi Eisenberg等
·国内外第一本全面介绍该领域最新研究成果的著作。
·制作精美,彩图与黑白混排,方便读者阅读。
·除国外作者撰写的章节外,国内作者撰写的内容涵盖数十项国家自然科学基金重大项目、重点项目、国家杰出青年科学基金项目等的成果,包括国家自然科学二等奖的主要成果。


在该书的编写、修改和修订过程中得到了组内外的老师和组友们的热情帮助, 还有我组部分研究生对书中插图、封面和字句校订等做出了贡献。

    中国科技大学与香港中文大学讲座教授吴奇和复旦大学江明教授及他们的研究小组经过近十年的系统、深入的合作攻关,解决了高分子链在稀溶液中的折叠和组装研究方面的科学难题,取得了国际注目的研究成果,并因此获得 2003 年国家自然科学基金二等奖。

代表性成果包括以下两个方面:
1. 从均聚高分子单链 "无规线团" 到 "单链小球 "转变过程及机理。
2. 两亲性杂聚链介观球相的生成过程和稳定机理。

本项研究成果具有以下特点
(1). 成功的将合成化学和高分子物理紧密地相结合,理论与实验相结合;

(2). 长期坚持在基础前沿课题开展研究;

(3). 在开展基础研究的同时,丰富和发展了一系列实验方法:吴奇教授在香港中文大学和中国科学技术大学建立了世界上最先进的激光光散射实验室,建立了一整套新的激光光散射测量和数据分析方法。江明教授等发明的 “ 靶向荧光探针 ” 已被多个国内外实验室学者应用于研究溶液中的组装聚集;

(4). 广泛开展合作研究。



吴奇教授  1996年国家杰出青年科学基金获得者,在 2003 年被评为中科院院士。

江明教授  连续获得10余项国家自然科学基金项目(包括一项重大项目),曾在1997年获国家教委科技进步一等奖。

                         © 复旦大学高分子科学系江明、陈道勇、姚萍、陈国颂联合课题组  2003~2011 
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