【正文】 單合成路線的發(fā)展，這些吸引人的大分子的應(yīng)用將會(huì)更便利，而這些簡(jiǎn)單的合成可以組成大規(guī)模的合成。 改進(jìn)的共軛聚合物。往往是相結(jié)合的控制系統(tǒng)，導(dǎo)致高分子動(dòng)態(tài)或有響應(yīng)的材料 。 隨著為了達(dá)到高水平的有序必須面對(duì)的挑戰(zhàn)，分層結(jié)構(gòu)用電荷提供了新的機(jī)會(huì)。自適應(yīng)結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)通過(guò)聚合物鏈之間，或與其他聚合物納米要素之間的互補(bǔ)作用 可以識(shí)別出從納米粒子到有機(jī)金屬絡(luò)合物或配體。 產(chǎn)生更多不同的納米粒子系統(tǒng)的能力可以認(rèn)為在目標(biāo)藥物運(yùn)輸，光子學(xué)，或催化和能源的應(yīng)用方面能產(chǎn)生巨大進(jìn)步的裝置提供組成部分。舉例來(lái)說(shuō)，即便體積排除色譜分析法可以得到鏈長(zhǎng)對(duì)性質(zhì)貢獻(xiàn)方面的信息，核磁共振光譜學(xué)提供了聚合物平均成分和區(qū)域化學(xué)的細(xì)節(jié)，而從一條鏈到另一條鏈化學(xué)成分是如何變化的，人們只能 進(jìn)行 設(shè)想。同樣的，對(duì)聚合物復(fù)合材料和共混材料的積極研究給表征聚合物在一定限制條件下的結(jié)構(gòu)，以及在纖維、微粒、片層和納米管的硬質(zhì)界面附近的結(jié)構(gòu)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。在 結(jié)構(gòu) 規(guī)律性中的不經(jīng)意的變化 (“缺陷 ”)，雖然稀少但 對(duì) 材料 而言 卻是致命 的 雜質(zhì)含量，或 者， 甚至預(yù)知 的 低水平雜質(zhì)的引入，都 會(huì)給 物質(zhì)的表征帶來(lái)挑戰(zhàn)。專家小組詳細(xì)描述了該領(lǐng)域存在的三個(gè)主要的挑戰(zhàn) 。這對(duì)于在納米尺度 ，微觀水平，宏觀范圍來(lái)預(yù)測(cè)聚合物的最終結(jié)構(gòu)都是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。相互作用的挑選決定者自組裝 ，聚合物組成部分的結(jié)構(gòu)，以及為了得到想要的結(jié)構(gòu)而對(duì)設(shè)計(jì)合成路線的選擇。我們需要理解聚合物的性質(zhì)和可以得到的分子結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性之間，在一定范圍內(nèi)具有相關(guān)性 。通過(guò)巧妙處理，某一聚合物或家族聚合物可以轉(zhuǎn)換成各種不同的材料，包括纖維，薄膜，涂層以及件模型部分。 小組還確定了一些更有針對(duì)性的需求， 包括下列內(nèi)容： 1．創(chuàng)新處理的納米材料，在精確度為數(shù)十納米范圍內(nèi)處理物質(zhì)是微電子工業(yè)的基礎(chǔ)，但對(duì)規(guī)模較小功能的需求超過(guò)目前處理（及材料） 能力，利用嵌段共聚物的自組裝僅僅是一個(gè)創(chuàng)新的加工路線開(kāi)始，包括底層基材或模板定向自組裝，但這個(gè)領(lǐng)域廣泛對(duì)新方法和一系列超越微電子的應(yīng)用開(kāi)放。 上文提出的一個(gè)大的挑戰(zhàn)，有許多具體的要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，包括低溫進(jìn)程敏感材料 。二是適用這些作為輔助控制進(jìn)程。 附錄 Invited participants in the workshop included the following: Eric Amis (NIST) Kristi Anseth (University of Colorado at Boulder) Lynden Archer (Cornell University) Shenda Baker (Harvey Mudd College) Anna Balazs (University of Pittsburgh) Zhenan Bao (Stanford University) Frank Bates (University of Minnesota) Brian Benicewicz (RPI) Kurt Binder (University of Mainz) William Brittain (Bausch amp。例如，基本能源科學(xué)的第一大挑戰(zhàn)是： 我們?nèi)绾卧陔娮铀娇刂撇牧瞎に?？這反映了反映了高分子科學(xué)的基本目標(biāo)，這證明單體電子結(jié)構(gòu)可被極化，和最終組裝成的大分子的電子特性，需要徹底調(diào)查和了解。 5. 對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。 . 3. 處理復(fù)雜的有機(jī)，無(wú)機(jī)系統(tǒng)。首先是成功實(shí)現(xiàn)精密制造二維和三維材料與納米控制 。進(jìn)而，人們?cè)谀M和測(cè)定方面取得的進(jìn)步已經(jīng)引入到了試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，因此，實(shí)際操作中的重要問(wèn)題，如流動(dòng)導(dǎo)致結(jié)晶現(xiàn)在可以詳細(xì)的觀測(cè) 。以上兩個(gè)方面都要求定量的機(jī)械處理，即使是在經(jīng)典的決定性因素中，最大的挑戰(zhàn)依然是為電子傳輸找到理想的隔膜。預(yù)測(cè)和理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，僅僅是工作的開(kāi)始部分，最終的目標(biāo)是要確認(rèn)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與機(jī)械性質(zhì)，物質(zhì) 的結(jié)構(gòu)與傳輸性質(zhì)之間的關(guān)系。第一個(gè)是，介質(zhì)的介電性在空間的分布是不均勻的，它從根本上影響了均勻性質(zhì)的前進(jìn)，而均勻性在聚合物科學(xué)的其他領(lǐng)域的應(yīng)用是相當(dāng)成功的。一方面，擁有大規(guī)模使用者的設(shè)備，例如小角中子散射和同步加速器 X射線散射，或許已經(jīng)有用戶程序 和專業(yè)人員，但對(duì)于非專業(yè)人士要成為熟練的使用者仍然存在 著較為 明顯的障礙。通常，隨著分子動(dòng)態(tài)范圍的擴(kuò)大，對(duì)表征工具或同步應(yīng)用在已給樣品 上 的互補(bǔ)技術(shù) 會(huì) 有一定的要求。更加重要的是，它將深刻促進(jìn)人們?nèi)y(cè)量單個(gè)分子的其他性質(zhì)。 表征與性質(zhì) : 合成技術(shù)和聚合物功能化 的進(jìn)步需要并且激發(fā)我們提高描述分子和材料細(xì)微結(jié)構(gòu)的能力。 作為制備納米級(jí)物體一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)路線。成熟反應(yīng)的應(yīng)用可以產(chǎn)生帶電組分，這些組分在想要得到的時(shí)候可能會(huì)隱藏或顯示。通過(guò)把微弱相互作用總體協(xié)調(diào)起來(lái)，生物系統(tǒng)產(chǎn)生的高強(qiáng)度材料（如骨骼，皮膚 ， 甲殼，絲綢） ， 生物識(shí)別和催化特異性，以及高效的能源收獲。 日益減少的對(duì)環(huán)境的影響。超分子間的相互作用，例如共價(jià)分子間的相互作用，已經(jīng)用于生產(chǎn)各種各樣的適應(yīng)性的、可自我恢復(fù)的和刺激 —— 響應(yīng)體系，但是這個(gè)機(jī)會(huì)的范圍是非常大的，氫鍵已經(jīng)是一種很受歡迎的超分子設(shè)計(jì)元素，但是，分子識(shí)別、離子和電子的相互作用、金屬配體的配位作用，和疏水 /親水的結(jié)構(gòu)都是合成共價(jià)聚合物結(jié)構(gòu)和材料的潛在的豐富的路線。 多相性和多功能度的精確控制。因此，在聚合物科學(xué)自身這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，我們需要追求傳統(tǒng)的不同部分的更大的協(xié)作，如設(shè)計(jì)與合成，特征與性能，加工過(guò)程，理論與模型，或許更重要的是聚合物科學(xué)與化學(xué)、化工、材料科學(xué)、物理、生物、生物醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與環(huán)境科學(xué)之間的協(xié)作有極好的前途。一個(gè)相關(guān)的挑戰(zhàn)是保證安全和支持凈水的分離。甚至現(xiàn)在和不遠(yuǎn)的將來(lái)大分子材料的支柱 —— 以石油為基礎(chǔ)的聚合物，從其合成和處理加工方面能做到更環(huán)保，例如，通過(guò)除去易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，通過(guò)在利用和修復(fù)催化劑，通過(guò)更火博得催化劑，還可以通過(guò)更綠色環(huán)保的路線提取單體。第一個(gè)作用，光電，燃料電池膜和蓄電池隔板是吸引人們有濃厚興趣研究的所有領(lǐng)域。 即使石油為基礎(chǔ)的聚合物 ，這種 目前和不久的將來(lái)高分子材料 的主體在 合成與加工 過(guò)程中更加環(huán)保。這種趨勢(shì)將持續(xù)，快速的發(fā)展，這是聚合物科學(xué)可以提供的。我們也希望強(qiáng)調(diào)在這篇透視中涉及的各點(diǎn)。這次專題研討會(huì)的協(xié)辦方有空軍科研辦公室，陸軍研究辦公室，能源部（基礎(chǔ)能源科學(xué)），美國(guó)國(guó)家航空航天局，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（美國(guó)國(guó)立生物醫(yī)學(xué)成像和生物工程），國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所和美國(guó)海軍研辦公室。 M