高分子結(jié)晶理論是高分子科學的一大難點和挑戰(zhàn)。近一個世紀以來，為了理解和解決高分子結(jié)晶的成核與生長這一基礎(chǔ)科學問題，學者們提出了許多不同的理論模型。但受限于高分子體系本身的復雜與多樣性，目前為止，并沒有一套理論模型可以完整的描述高分子結(jié)晶的過程與特點。
近日，中科大李良彬教授團隊在Macromolecules上發(fā)表題為《高分子結(jié)晶：克服分子鏈柔性和連結(jié)性的艱難過程》（Tough Journey of Polymer Crystallization: Battling with Chain Flexibility and Connectivity）的展望文章，博士生唐孝良和副研究員陳威為論文的共同第一作者。
該展望以拋出問題，激發(fā)討論為目的。首先追根溯源，介紹了經(jīng)典成核理論和非經(jīng)典成核理論，總結(jié)了這些重要理論模型的特點，基本假設(shè)和不足之處。在此基礎(chǔ)上，該論文回顧高分子結(jié)晶的Hoffmann-Lauritzen模型和Strobl教授提出的Multi-stage模型，以及這兩種模型之間的爭議。 此外，該展望還介紹了近年來在蛋白質(zhì)、膠體粒子等領(lǐng)域中發(fā)展而來的“兩步成核”理論，借此強調(diào)了在高分子結(jié)晶中中間態(tài)的存在及其結(jié)晶中的重要作用。
相比于小分子，高分子的主要特點是其長鏈結(jié)構(gòu)帶來的連結(jié)性（Connectivity）與柔性（Flexibility）。該展望就高分子這兩個特點，建議了構(gòu)建高分子結(jié)晶理論需要考慮三個問題：
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1、柔性鏈段如何轉(zhuǎn)變成為構(gòu)象有序的剛性鏈段？
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2、半晶聚合物中無定形部分是如何形成的？
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3、無定形鏈段是否會被晶區(qū)鏈段拉到生長前端？
基于對高分子結(jié)晶過程的理解，該論文用一幅生動形象的卡通概括了高分子結(jié)晶的艱難過程。（圖1，Macromolecules封面圖片）
李良彬教授帶領(lǐng)的軟物質(zhì)智能制造團隊一直秉承著產(chǎn)學研三者相結(jié)合的發(fā)展思路，在始終堅持培養(yǎng)軟物質(zhì)研究領(lǐng)域具有深厚理論基礎(chǔ)、優(yōu)秀動手能力和獨立科研能力的碩士研究生和博士研究生的同時，一方面致力于研究軟物質(zhì)材料在外場誘導下的有序過程，建立起軟物質(zhì)“加工-結(jié)構(gòu)-性能”三者之間的相互關(guān)系，用于指導高性能化和功能化材料的加工。發(fā)展基于同步輻射散射和譜學等先進研究方法，原位跟蹤軟物質(zhì)材料在加工外場下從分子到毫米多尺度結(jié)構(gòu)的演化過程，構(gòu)建指導加工的基礎(chǔ)理論模型。另一方面還不斷的尋求和高分子領(lǐng)域的企業(yè)進行合作，給企業(yè)提供切實可行的產(chǎn)品解決方案，提高企業(yè)的技術(shù)核心競爭力。
原文鏈接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acs.macromol.8b02725
李良彬教授團隊主頁：http://softmatter.ustc.edu.cn/
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