探索构建具有明确拓扑结构、组成和功能的复杂高分子结构已成为开发现代聚合物材料的分子基础。多乙烯基单体的自由基（共）聚合因其独特的反应动力学 – 同时存在的分子间支化和分子内环化，为聚合物链拓扑结构和功能的调控提供了一种简便策略。然而，目前对多乙烯基单体聚合机理理解的不足成为其进一步应用的严重阻碍。由于实验表征手段的固有局限性，模拟技术已经成为一种辅助聚合机理研究的强大工具，其可以补充提供实验（尤其是涉及支化和凝胶的实验体系）中难以获得的关键信息。
近期，爱尔兰都柏林大学/安徽理工大学“长江学者奖励计划”讲席教授王文新等人系统总结了模拟技术在多乙烯基单体自由基聚合方面的研究进展。该综述以题为“Modelling Development in Radical (Co)Polymerization of Multivinyl Monomers”的论文发表在最新一期《Angewandte Chemie International Edition》上。作者首先将目前用于研究高分子聚合的模拟方法分为三大类 – 纯统计模型、动力学模型和随机模型，总结了其应用原理与范围。然后，以多乙烯基单体聚合中同时存在分子间交联反应和分子内环化反应为主线，前瞻性的介绍了目前的模拟技术在凝胶点、分子内和分子间交联结构预测方面的研究进展。文章还总结了该领域在多乙烯基单体可控均聚体系的反应机理和产物结构调控等方面存在的挑战，为将来利用模拟技术建立更为先进的多乙烯基单体聚合理论体系提供了思路。
图2. 三种模拟方法在描述多乙烯基单体自由基聚合交联网络形成过程中的思路
图4. 传统多乙烯基单体自由基聚合体系的蒙特卡洛模拟
图5. 多乙烯基单体原子转移自由基聚合（ATRP）的蒙特卡洛模拟
本文在本课题组多年关于多乙烯基单体自由基聚合的研究基础上，从模拟角度概括总结了多乙烯基单体自由基聚合在聚合机理和产物拓扑结构方面的研究进展。本文所总结的模拟策略及其在多乙烯基单体聚合进程和结构预测方面的应用将极大地促进未来以模拟与实验相结合的方式对复杂拓扑结构高分子材料的开发进行研究。本文的第一作者为都柏林大学的吕京博士，王文新教授为本文的通讯作者。世界著名高分子科学家Krzysztof Matyjaszewski为本文的共同作者。
原文链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.202212235
课题组简介
王文新教授现就职于爱尔兰都柏林大学医学院查尔斯皮肤科学研究中心，并兼任都柏林大学机械和材料工程学院教授，都柏林大学学术管理委员会委员，目前也是安徽理工大学“长江学者奖励计划”讲席教授。王文新教授与他带领的研究团队主要从事高分子可控聚合方法的前沿机理和临床应用研究，具体为高分子可控聚合机理和动力学控制策略及其在生物功能材料设计与合成中的两大方向应用：组织工程学—水凝胶以及其他功能性生物材料单独或结合干细胞疗法在骨关节炎、关节软骨缺损、骨缺损、牙科骨/软组织修复、皮肤创伤修复等医疗方向的广泛应用；基因治疗—十余年深耕研发报道多种高效聚合物结构用于基因递送，并通过可控聚合首次攻克和发明了超支化聚β氨基酯该大类材料家族用于遗传物质的体外和体内递送，并成功应用于，包括EB基因替代和编辑疗法等在内，多种拥有完全自主知识产权的核酸药物的临床转化验证。王文新教授的基础研究以及商业化转化工作获得了国际同行的普遍认可和跟进研究报道，目前已发表222篇学术论文，如Science Advances《科学进展》，Nature Communications《自然：通讯》，Nature Reviews Chemistry《自然综述：化学》，JACS《美国化学协会会刊》，Angewandte Chemie《德国应用化学》，Advanced Materials《先进材料》，Nano Letters《纳米快报》，并参与编纂5本学术专著的部分章节。王教授的工作已相继被多家国际知名媒体采访和报道56次，如泰晤士报（Times），英国皇家学会的化学世界（RSC Chemistry World），美国的化学工艺（Chemical Processing），美国科学日报（Science Daily）, RTE 爱尔兰国家电视台。在科研成果的转化方面，王文新教授创建了应用和转化自己研发技术的5家生物技术公司：Vornia Ltd. （已被世界五百强企业Ashland-美国亚什兰医药集团收购） ， Blafar Ltd.（总部位于爱尔兰都柏林），孛朗孚（杭州）生物科技有限公司，Branca Bunús Ltd.（总部位于爱尔兰都柏林）和北京瑞熙天成生物科技有限公司，并拥有34项发明专利，其中17项知识产权已转让向产业界。 王文新教授现担任26个国家研究委员会和基金会的评审专家和委员会成员，如比利时科学研究基金会佛兰德斯委员会、欧盟FP7框架和Horizon2020的玛丽居里基金会、加拿大渥太华研究基金会、葡萄牙科学基金会、捷克科学基金会、英国医疗研究委员会、英国工程和物理科学研究委员会、以色列科学基金会、奥地利科学基金会等。王教授还被10家国际同行评议杂志聘为编委，如Polymer《高分子》、Biomedical Materials《生物医学材料》、Materials《材料》和《林产化学与工业》等。王文新教授已先后118次被国际会议和大学邀请作为主要报告人，并作为组织者、会议主席和召集人主办了32次国际学术会议。
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相关进展
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爱尔兰都柏林大学王文新教授课题组招收高分子化学/计算模拟方向博士生，提供全额奖学金 （每年学费+生活补助共31,500欧元）
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