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核酶可以在复杂多组份的环境中精准合成蛋白质，有效减少其他组分的竞争性副反应。相比之下，高分子精准化学合成往往需要在纯净的溶剂和单体前提下完成。突破这一思路，我们提出并验证了SIMPLE 高分子化学合成方法。我们的研究发现，在竞争性物质存在下，利用水/二氯甲烷双相体系，在油水界面固定大分子引发剂，我们可以以不经纯化的单体可控制备多肽，实现复杂，多组份环境下的可控高分子化学合成。该思路也为我们获得一系列难以获得的多肽材料提供了有效方法。 

二维大分子成员众多，包含石墨烯及其衍生物、二硫化钼、氮化硼、黑磷以及合成二维有机大分子等。团队以氧化石墨烯为二维大分子的代表性研究模型，开展了氧化石墨烯液晶及可控宏观组装材料的系统研究。从研究氧化石墨烯的“群效应”视角入手，发现了氧化石墨烯二维大分子的液晶性，揭示了其相变的低浓度特性及慢松弛效应，建立了氧化石墨烯液固相转变组装方法学，实现了氧化石墨烯二维大分子从溶液到固体、从单分子到聚集体、从自由态到受限态的构象调控。通过湿法组装、化学还原及高温修复策略，最终实现了多维、多尺度、多功能、多用途石墨烯基宏观组装体。氧化石墨烯二维大分子具有超高宽厚比，在溶液及液固相转变过程中显示出显著的浓缩及聚集引起的自发取向化和有序化排列现象，称为“聚集诱导有序化，aggregation-induced ordering”效应。这一物质效应在生物群落和人类社会中也常见，即生物群落的个体密度和人群密度越高，有序化程度也越高。近期，利用氧化石墨烯纤维的二维基元结构和大体积溶胀-收缩动态特性首次实现了宏观材料的精确可逆融合与分裂，揭示了二维大分子与经典小分子及线形高分子不同的界面特征，使宏观组装体的可强化、可解离、可重组、可应用的动态多功能研究成为可能。

在碳氢化合物分离中，开发合成简单、化学和热稳定性高、分离选择性高、重复使用性高的新型碳氢化合物分离材料迫在眉睫。为了应对这一重大挑战，从2017年至今，报告人课题组首次报道和发展了一种新型碳氢化合物分离材料——非多孔自适应晶体（Nonporous Adaptive Crystals，英文简称为“NACs”，中文简称为“纳客”）。在此报告中，报告人将展示柱芳烃纳客在苯乙烯/乙基苯分离、对二甲苯纯化、1-戊烯/2-戊烯分离、甲基环己烷/甲苯分离、碘吸附等方面的应用。纳客的优点体现在：第一、易于制备；第二、具有好的化学、湿度和热稳定性；第三、溶解性好，易加工；第四、分离选择性高；第五、重复利用性高。

The COVID-19 pandemic is one of those global challenges that transcends territorial, political, ideological, religious, cultural, and certainly academic boundaries. Public health and healthcare workers are at the frontline, working to contain and to mitigate the spread of this disease. Although biological and immunological responses against viral infection may seem far from the physical sciences and engineering that typically work with inanimate objects, there actually is much that can-and should-be done to help in this global crisis. Unlike other type of infectious diseases, the chain of transmission of respiratory diseases starts from pathogen-laden respiratory droplets released in expiratory events such as exhaling, speaking, singing, coughing, and sneezing, which must travel outside the human body and endure the surrounding environmental conditions before reaching and eventually infecting others. Therefore, intervention approaches that can remove or disinfect these droplets should help in preventing transmission. A few examples along this line of thinking will be discussed, including on-mask chemical modulation of respiratory droplets to make wearers less infectious, droplet-capturing coatings based on cosmetic ingredients that can remove aerosol droplets from air and prevent them from rebounding off barrier screens, and self-sanitizing rub-resistant coating on stainless surfaces. 

构筑多维多样化的仿生功能组装体，实现对仿生组装体结构的调控与功能化，是当前重要研究课题之一。我们研究组将蛋白质自组装与仿生功能化结合起来，在蛋白质组装体上构筑了多酶中心，实现了多酶串联与生物酶协同催化。以蛋白质基超分子聚合物模拟自然界光捕获系统的功能为导向，以发展结构新颖蛋白质基超分子聚合物为目标，发展了制备蛋白质基超分子聚合物的新技术和新方法。通过对自组装方法的优化实现对蛋白质基超分子聚合物的结构调控，以新型蛋白质超分子聚合物为基础，模拟了光捕获系统捕获光能及能量传输功能，获得多种高效基于蛋白质组装体的光捕获系统，实现能量在超分子聚合物体系中的长程传递。本次研讨会我们将在仿酶、仿离子通道等方面进行深入交流。

偶联药物和纳米递送系统是药物高效靶向递送实现癌症精准治疗的重要策略。我们基于混合电荷两性离子纳米界面修饰新方法，实现了纳米颗粒对肿瘤微酸性环境的快速响应，发展了一种环境诱导聚集增强纳米颗粒肿瘤高效富集的新策略。此外，我们开发了一类可高效递送多种药物的介孔氧化硅/脂质体复合纳米载体（简称硅脂体），有效增强化疗药物向多种肿瘤的递送并降低毒副作用。同时，揭示了硅脂体通过胞吞转运作用靶向肿瘤的新机制。目标临床转化，克服了硅脂体扩大量产的挑战，建立了GLP/GMP方案。面向分子医学层面的精准靶向，积极开展基于核酸适体靶向识别功能的核酸适体药物偶联物（Aptamer drug conjugate, ApDC）的转化研究以及基于核酸适体改性的 “二代” 硅脂体靶向纳米药物。

Bond exchange in a typical dynamic covalent polymer network allows access to macroscopic shape reconfigurability, but the network architecture is not altered. An opposite possibility is that the network architecture can be designed to switch to various topological states corresponding to different material properties. We call this latter class of polymer network as Topology Isomerizable Network (TIN). In this talk, I will introduce the basic principle of TIN and show three examples on how TIN can be designed. The concept of TIN paves a way to programmable regulation of network polymers.

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