华南理工大学孙大文院士团队在国际化学领域顶级期刊《Coordination Chemistry Reviews》发表综述- 大数跨境

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华南理工大学孙大文院士团队在国际化学领域顶级期刊《Coordination Chemistry Reviews》发表综述

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2025-10-15

导读：华南理工大学孙大文院士团队在国际化学领域顶级期刊《Coordination Chemistry Reviews》发表综述：从材料衍生到人工智能赋能的智能水凝胶

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文章信息

近期，华南理工大学孙大文院士团队在食品领域国际顶级期刊《Coordination Chemistry Reviews》（Q1，中科院1区，IF2024=23.5）在线发表题为“From material-derived to artificial intelligence-empowered intelligent hydrogels”的综述。将材料衍生智能水凝胶与 ML 相结合，系统综述了其调控策略、ML赋能机制和实际应用，并指出了主要挑战和未来的研究方向。华南理工大学孙大文院士独立通讯作者，第一作者为博士研究生郑诗伟。

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文章简介

在第四次工业革命和材料科学革命的交汇点上，传统材料越来越难以满足自我适应和多模态交互的颠覆性需求。柔性电子学和生物混合系统等领域迫切需要突破。这种矛盾刺激了材料设计范式的飞跃，从优化静态结构转向编程动态函数。材料衍生智能水凝胶作为这一转变的核心载体，通过动态网络的设计，利用“材料衍生”的智能，突破了传统外部调控的局限性，为构建下一代自适应系统提供了新的物质基础。材料衍生智能水凝胶的核心特征是能够响应温度、pH 和离子浓度等环境刺激。例如，通过相变或电荷态的变化来实现溶胀-收缩调节。此外，这种响应性直接表现为可控的宏观变形行为，在执行器和软体机器人等需要精确变形调节的领域表现出显着的优势。尽管微观机制主导了变形的产生，但其多尺度效应引发了“可解释的机制但不可预测的行为”的矛盾困境。宏观分析建立了环境刺激与变形响应之间的直接相关性，从系统角度提取了变形规则。这种“功能导向”的研究范式并不否认微观机理的根本作用，而是强调在特定的应用场景中，宏观性能参数的全局可控性优先于分子尺度机理的分析视角。此外，智能水凝胶的设计和应用仍面临多重挑战。例如，传统的试错方法难以精确调节材料衍生的智能响应行为和结构设计;对智能水凝胶系统中的响应行为的分析还不充分。机器学习（ML）的引入为突破这些瓶颈提供了一种有效的方法。

摘要图

图 1. 材料衍生智能水凝胶的分类。

图2. 智能水凝胶中的机器学习。

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文章链接

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ccr.2025.217198

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作者简介

孙大文（Da-Wen Sun），男，广东省潮州人，欧洲历史上唯一的华侨华人 “六院院士”，中国致公党第十四/十五届中央委员，中国侨联特聘专家，国务院侨务办公室专家咨询委员会委员，全国政协特邀海外列席代表和海外列席组召集人（2012）。欧洲科学院（欧洲人文和自然科学院）（Academia Europaea）院士，爱尔兰皇家科学院（Royal Irish Academy）院士，波兰科学院（Polska Akademia Nauk）外籍院士，国际食品科学院（IAFoST）院士，国际农业与生物系统工程科学院（iAABE）院士，国际制冷科学院院士。施普林格国际著名期刊《食品与生物加工技术》（Food and Bioprocess Technology）创刊者和主编（2008年创刊时即被SCI收录，第二年进入SCI一区，现影响因子=5.3）、泰勒弗朗西斯集团《现代食品工程》 (Contemporary Food Engineering) 系列丛书创始主编、国际农业工程委员会（CIGR）主席（2013-2014）和荣誉主席、国际农业与生物系统工程科学院（iAABE）创院院长。现任华南理工大学教授，博导，现代食品工程研究中心主任；广东省农产品智能冷链物流装备工程实验室主任、广东省冷链食品智能感知与过程控制工程技术研究中心主任、广东省现代食品工程国际科技合作基地主任、广州市农产品智能感知与品质控制重点实验室主任、广东省食品智能质控与过程技术装备国际暨港澳台合作创新平台主任、广东省现代农业（农产品无损检测及精深加工）产业技术研发中心主任、广东省农产品品质智能感知与精准控制现代农业科技创新中心主任、广东省农产品保鲜物流共性关键技术研发创新团队首席科学家、爱尔兰国立都柏林大学（UCD）食品和生物系统工程终身教授。

荣获国际农业与生物系统工程委员会（CIGR）杰出奖，英国皇家机械工程师学会“食品工程师年度人物”，凤凰卫视“影响世界华人大奖”，国际食品保护协会“冷冻食品基金会冷冻研究奖”，国际工程与食品协会终身成就奖，“CIGR荣誉主席”等多项国际大奖。

在世界著名杂志和国际会议上共发表了1300多篇论文，其中，以通讯作者发表并被SCI收录的期刊论文超过800篇，出版专著17部，Web of Science统计的学术h指数为128，SCOPUS统计的学术h指数为141，Google Scholar 统计的学术h指数为166。特别是在高光谱成像、计算机视觉、真空冷却、超声波辅助冷冻和CFD模拟等方面的论文已经成为其他研究者的经典参考文献。71篇论文入选ESI农学“高被引论文”，全球排名第一位（2020.01）。2015年至2024年连续十年荣获科睿唯安全球“高被引科学家”称号，并位居美国斯坦福大学“全球前2％科学家”排名中国食品科学与工程入选的三百多位学者名单的第一位。

2011年底起回到华南理工大学工作以来，迄今为止（2025年01月）在Web of Science网站上可以检索到的文章中，共有407篇是以华南理工大学食品科学与工程学院作为第一作者单位的论文，其中高被引论文40篇，JCR一区论文350篇，影响因子大于6的289篇。高被引论文数占华南理工大学全校和食品科学与工程学院的比例分别为7%和42%。其中2篇入选中国百篇最具影响国际学术论文，为华南理工大学唯一入选的两篇论文，为华南理工大学入选食品科学与工程“双一流”以及食品学科专业的全球领先排名做出了主要贡献。

主持国家“十二五”科技支撑计划项目，国家“十三五”重点研发专项，国家国际科技合作专项，国家自然科学基金，东西部合作重大项目，广东省科技厅，农业农村厅，教育厅等科技计划项目，广州市科技计划项目，企业合作项目等四十多项。授权中国发明专利99件（其中第一发明人专利69件），美英日等发明专利10件，申请国际PCT专利9项。2019年至2024年共为华南理工大学培养科睿唯安全球“高被引科学家”11人次。荣获2014年度广东省科学技术奖一等奖（排名第二），2016年度教育部科技进步奖二等奖（排名第一），2016年度广东省科学技术奖三等奖（排名第一）, 2018年度中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖（排名第二），2018年度广东省科技进步奖一等奖（排名第一），2020年度安徽省科技进步奖二等奖（排名第三）。

更多信息请访问网址：http://www.ucd.ie/sun/; http://www2.scut.edu.cn/acfe/