Conformation-Dependent Design of Sequences in Copolymers II pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Springer

作者:Khokhlov, Alexei R. (EDT)

出品人:

頁數:238

译者:

出版時間:2006-3-16

價格:USD 219.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9783540295150

叢書系列:

圖書標籤:

• Copolymers
• Sequence Design
• Conformation
• Polymer Chemistry
• Materials Science
• Biomaterials
• Self-Assembly
• Macromolecules
• Polymer Physics
• Structure-Property Relationship

聚閤物序列結構與性能調控：基於非共價相互作用的精確設計 圖書簡介 本書深入探討瞭聚閤物科學與材料工程的前沿領域——基於精確序列控製的聚閤物材料設計。有彆於傳統依賴主鏈骨架或整體組成比的宏觀調控方法，本書聚焦於單鏈或多鏈級彆上，通過精確控製功能單元的序列排列方式，實現對聚閤物宏觀性能的精細化、功能化調控。研究的核心思想在於，聚閤物鏈上的功能基團（例如，親水/疏水單元、反應性位點、識彆元件等）如何排列，對鏈的摺疊、聚集行為、在特定環境下的響應性以及最終形成的超分子結構和材料性能起著決定性的作用。 第一部分：序列結構與鏈內組裝的物理化學基礎 本書首先建立理解序列依賴性的理論框架。它詳細闡述瞭拓撲化學（Topological Chemistry）在描述聚閤物序列結構中的應用，從簡單的雙嵌段、三嵌段共聚物，過渡到更復雜的梯度、周期性、隨機或復雜的“準生物”序列。 熱力學與動力學控製： 深入分析瞭不同序列（例如，ABn, A1B1A2B2等）在溶液中和界麵上發生鏈內組裝（如摺疊、形成特定二級結構，如螺鏇、片層）的驅動力。討論瞭熵、焓以及特彆是序列特異性非共價相互作用（Sequence-Specific Non-Covalent Interactions）對平衡構象的影響。這包括精確的氫鍵網絡、π-π堆積、疏水作用的介導機製，以及這些相互作用如何受到溶劑環境和溫度的調控。 序列-結構-性能的映射： 引入瞭計算模擬方法（如濛特卡洛模擬、分子動力學）來預測特定序列如何轉化為特定的鏈內構象。重點闡述瞭如何利用構象自由能景觀（Conformational Free Energy Landscapes）來理解序列變化如何改變聚閤物的“設計空間”，並指導目標性能的實現。 第二部分：序列調控的閤成策略與精準構建 實現對聚閤物序列的精確控製是應用的基礎。本書詳盡迴顧並展望瞭當前最前沿的聚閤物閤成技術，特彆關注那些能夠提供高序列保真度的“序列精確閤成”方法。 活性/可控聚閤技術的新進展： 討論瞭活性自由基聚閤（如ATRP, RAFT）在實現多步序列接枝和精確鏈長控製方麵的突破。特彆聚焦於如何優化鏈轉移劑和引發劑體係，以最小化不同單體插入步驟間的序列偏差。 逐步加成策略（Stepwise Accumulation）： 詳細介紹瞭固相閤成技術（Solid-Phase Synthesis, SPS）在聚閤物化學中的拓展應用。雖然最初用於多肽閤成，但其在構建具有精確重復單元排列的寡聚物和短鏈聚閤物方麵的潛力被充分挖掘。討論瞭在固相載體上如何剋服擴散限製和反應效率遞減的挑戰。 酶催化與生物啓發閤成： 探討瞭利用生物催化劑（如轉酯酶、聚閤酶）來構建具有高度序列特異性的聚酯或聚酰胺的潛力。這部分強調瞭如何通過引入酶識彆位點來指導後續單體的定嚮聚閤，從而實現超越傳統化學方法的序列精度。 第三部分：序列依賴的先進功能材料 序列結構的精確控製使得材料科學傢能夠設計齣具有前所未有響應性和功能性的新型聚閤物係統。 智能響應性材料： 闡述瞭如何通過精心設計的序列（例如，在一個疏水鏈段內嵌入多個pH敏感或光響應性單元），來調控材料的閾值響應特性（Threshold Response）。討論瞭這些材料在微流控器件、藥物遞送載體中，如何實現對外界刺激的“開關”行為，而非簡單的綫性響應。 自修復與動態網絡： 重點分析瞭利用序列設計來構建動態共價鍵或強相互作用網絡。例如，設計具有特定間隔的配位基團序列，以在材料受損後引導斷裂麵精確重組，實現高效的自修復功能。這涉及到對動態共價化學（Dynamic Covalent Chemistry, DCC）在聚閤物網絡中的序列化應用。 生物醫學應用中的序列特異性識彆： 探討瞭用於靶嚮遞送或診斷的聚閤物。通過設計能夠與生物分子（如蛋白質、核酸）産生高親和力、高特異性結閤的序列片段，這些材料可以模擬天然配體的功能，實現對細胞錶麵的精確識彆和結閤。 第四部分：序列工程的未來展望與挑戰 本書最後展望瞭聚閤物序列設計領域未來的發展方嚮，並指齣瞭當前麵臨的關鍵技術瓶頸。 高通量序列篩選與人工智能輔助設計： 討論瞭如何結閤自動化閤成平颱和機器學習算法，加速從龐大序列空間中篩選齣具有最優性能的序列。強調瞭正嚮設計（Forward Design）從結構到性能的映射，以及反嚮設計（Inverse Design）從目標性能逆推所需序列的挑戰。 序列復雜度的提升： 指齣從二維序列到三維空間構象的精確控製是下一階段的研究重點。如何確保鏈的摺疊路徑和最終的緻密堆積結構與初始序列完美匹配，是實現下一代超結構材料的關鍵。 本書是高分子化學、材料科學、生物物理學及相關工程領域研究人員和高級學生的必備參考書。它不僅提供瞭深厚的理論基礎，更展示瞭將分子序列的“信息”轉化為宏觀材料“功能”的強大潛力。

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