摘要：“生物化学”课程注重知识、能力、素质的综合培养,使学生具备科学的素养与科学的思维,从而为国家在“生命健康”“新材料”等领域储备充足的高质量人才。通过探讨前沿交叉学科“生物化学”课程思政建设的必要性,深度挖掘提炼“生物化学”专业知识体系中的思想政治元素,按照科学史话、诺奖辨析、中国贡献、生活关注、科学前沿五大模块,将“生物化学”课程设计和日常教学与爱国主义教育结合起来,从而完成“生物化学”课程思政建设的实践与探索,实现春风化雨育英才的课程思政目标,落实育人和育才相统一的教学任务。

摘要：水凝胶是以大量水为分散介质的三维高分子网络.高分子网络和水分子之间的氢键将水束缚在网络内部,从而使体系丧失流动性并转变成一种准固态物质.水凝胶能够在多种外界刺激下改变形状和体积,因此在软体机器人、柔性电子器件和传感器等领域具有广泛的应用前景,也引起了科研人员的关注.在生物软组织中,多尺度结构(如表面微/纳米结构,有序三维网状结构)的存在对于生物材料的自清洁、耐冻、环境适应性和优异的机械性能等功能至关重要.受生物水凝胶结构与功能特性的启发,研究人员开发了一系列对各种机械和环境条件具有高度适应性的仿生多尺度水凝胶.本文将从水凝胶的二维界面和三维网络的设计2个方面总结和讨论近年来仿生多尺度水凝胶的研究成果.二维界面设计包括表面化学/物理修饰、表面微/纳米结构构筑,能够调节水凝胶的表面浸润性和黏附性,拓展水凝胶在生物医学、海洋防污等领域的应用;三维网络设计,如引入非共价交联作用、设计有序网络结构、复合异质网络等,能够赋予水凝胶自修复性能、各向异性、高强度、形状记忆性能及抗冻性等优异的特性,拓展了水凝胶在可穿戴设备、软体机器人等领域以及复杂环境中的应用.最后我们对仿生水凝胶网络的设计、异质网络的分散以及无损表征等方面未来的发展以及该领域所存在的挑战作出展望.

摘要：近年来,随着研究技术手段的发展,纳米线表现出了大量具有潜在应用价值的新现象。清晰描绘纳米线结构与力学性能的构效关系对纳米器件的设计、服役以及性能优化具有重要的指导意义。本文首先归纳了纳米线力学性能几种常用的原位测试方法,其次介绍了各类纳米线在拉伸实验中的弹性和强度等力学性能,阐述了纳米线与尺寸相关的塑性变形,此外简述了纳米线在原位测试中所表现出的奇特力学行为。今后,系统地研究原位电镜表征过程中电子束辐照对纳米线变形行为的影响,探究纳米线在复杂外场环境下所展现的力学性能,从而建立一套完备的理论指导体系,是纳米材料性能原位表征领域的重要发展方向。

摘要：受猪笼草口缘区润滑效应启发,将低表面能液体注入高分子微纳米多孔结构中可构筑高分子固液复合界面.与超疏水固体界面相比,固液复合界面展现出独特的浸润性和黏附性.界面黏附是高分子复合材料重要的性质之一,实现界面黏附的精准调控对促进这类材料的发展和应用具有至关重要的作用.本文重点从稳定性调控、方向性调控以及原位可逆调控3个方面综述提升固液复合界面黏附可控性的工作,通过在表面微米结构中组装纳米层状及异质纳米层状结构,提高界面黏附的稳定性;使用界面薄层定向冷冻干燥法、激光刻蚀法以及复型法等方法,构筑具有取向结构的高分子固液复合界面,实现界面黏附的方向性调控;通过在界面中引入快速响应的智能基元,设计智能响应高分子固液复合界面,实现界面黏附的原位可逆调控.最后,概述了这类材料目前存在的问题并展望了其未来发展的方向.

摘要：非晶材料,因其短程有序长程无序及各向同性的特点,展现出不同于晶体材料的物理化学特性、均匀性和良好的加工性能,在先进制造、电子信息等关键技术领域得到了广泛应用.与晶体材料的周期性原子排列不同,非晶材料的无序结构使其结构和性质难以解析和调控,限制了材料的理性设计与性能优化。

摘要：自然界中,许多生物软组织中存在多相限域结构的功能凝胶,例如高山生物细胞中的抗冻凝胶和肌肉组织中的力学各向异性凝胶,它们在生物活动中发挥了重要作用.合成高分子凝胶虽然具有与天然软组织相似的软、湿和弹性特性,但缺乏环境适应性,在复杂外界环境中的应用受限.天然凝胶材料因其独特的多相限域结构,具备更优的环境适应性.因此,通过仿生限域结构是开发适应性复合高分子凝胶的有效途径.本文主要回顾了具有多相限域结构的自适应凝胶材料的设计原则和制备策略,从构筑异质互穿网络、微相分离网络和各向异性网络三个方面出发,介绍了功能高分子凝胶在防冻、形状记忆、表面功能化、力学性能调控和响应性驱动等方面的研究进展.最后,探讨了仿生多相限域复合高分子凝胶领域当前面临的挑战和前景.

摘要：液晶显示领域中的一个重要研究方向是液晶电光性能的改善。近年来,液晶-纳米科学见证了纳米掺杂增强液晶电光性质的范式转变。一方面,纳米颗粒具备特殊的理化性质能有效改善分散基质的性质;此外,纳米掺杂的液晶复合体系制备工艺简单、电光特性卓越,在显示领域占据重要地位。利用液晶与纳米颗粒间的不同相互作用,研究人员设计了一系列具有高稳定性、低成本、可调谐和可持续的电光器件。然而,纳米颗粒的掺杂有可能造成结构缺陷,不利于液晶的稳定。因此,纳米颗粒的选择是影响液晶电光性能的关键。本文概述了液晶-纳米复合体系的电光特性,着重讨论了纳米颗粒与液晶分子间可能存在的相互作用。同时,综述纳米颗粒掺杂液晶的研究现状,根据纳米颗粒类型总结了纳米掺杂对液晶电光性能的影响,并在此基础上,对未来液晶显示技术与纳米技术的结合进行了展望。

摘要：对液滴在界面上动态行为的研究是化学和材料领域的一个重要方向,许多先进的表面和界面技术,比如集水、防覆冰、防雾、微流体控制和传热等,均属于这一范畴。通过模仿自然界中具有特殊微纳米结构和特定化学组成的生物表面,设计并构筑相应具有特殊浸润性的仿生界面,对仿生界面材料的技术应用起到了良好的先导与示范作用。本文结合本课题组的研究工作,以自然界中具有特殊微纳米结构和梯度特征的生物表面为出发点,分别从仿生多微纳米梯度界面的雾滴传输聚集调控、低温憎水/防覆冰动态调控、微液滴驱动调控3个方面,综述了近年来仿生多微纳米梯度界面的液滴动态行为调控方面的代表性研究工作,并对该领域的研究现状做出了总结和展望。

摘要：机器学习对高分子材料基因组的研究与发展有着重要作用.它通过对高分子材料结构描述符的设计与筛选、材料数据库的完善以及聚合物分子结构标识符的发展等方法,有效地构建分子链的化学组成、构象与其聚集态结构、宏观性能之间的联系.本文梳理了近几年机器学习方法在高分子材料科学领域的研究进展,总结了一些常用机器学习算法的应用与研究成果,同时,也针对算法所需的数据量较大等问题,特别指出了应对数据量较少或是数据成本昂贵时的解决方案.根据当前研究进展,整理了机器学习方法在高分子材料科学领域中应用的难题与挑战.

摘要：锂离子动力电池系统作为电动汽车最重要的核心部件,其动力性能和安全可靠性的提升是中国电动汽车进一步规模化发展的重大需求。锂离子动力电池的热安全问题贯穿于电池系统的整个生命周期,且在单体-模组-系统不同空间尺度下的表现形式不同。针对锂离子动力电池系统多空间尺度热安全问题,分别从单体电池生热、模组温度均一性、电池系统安全可靠性3个方面归纳总结了目前动力电池热安全设计的最新进展,并对一些重要研究成果进行了着重介绍,总结了锂离子动力电池系统热安全设计亟待解决的关键问题,提出了可行的解决方案,对今后的研究方向进行了展望,旨在为电池系统动力性能和安全可靠性提升提供有益的借鉴和参考。