【正文】 . Muthukumar,| E. Reichmanis,⊥ K. L. Wooley, and T. P. Lodge*,? 材料科學與工程學院，康奈爾大學，伊薩卡，紐約 14853；高分子科學系，阿克倫大學，俄亥俄州，阿克倫 44325；化學工程部，麻省理工學院，馬薩諸塞州，坎布里奇 02139；高分子科學與工程系，馬薩諸塞大學，麻省 阿默斯特 01003；化學與生物分 子系，佐治亞理工學院，佐治亞州亞特蘭大市 30332；化學與放射學系，華盛頓大學，圣路易斯，密蘇里 63130；化學與化學工程系，明尼蘇達大學，明尼蘇達州，明尼阿伯里斯 55455 導言 高分子科學的廣闊領域從未如此充滿活力。在所有這些領域，新的高分子材料，新工藝生產的聚合物和聚合物復合材料將發(fā)揮關鍵的作用。這篇透視的目的不是取 代或重復報告的全文， 而是 對可能的更廣泛的受眾 突出它的存在，并再次強調的一些顯著的結論 。這種多功能性的應用直接源于聚合物多功能的物理特性。 在發(fā)達國家 ， 一次性塑料包裝是無處不在 的，它 完成了許多重要的職能，同時也 是 浪費和污染的典型例子。為了滿足各種不同的社會需求，先進聚合物材料的使用將必須延伸到更多傳統(tǒng)材料占主導地位的領域 。 一次性的塑料包裝在發(fā)展中國家是十分普遍的，完成了許多重要的功能，然而，也是代表了廢物和污染的典型的例子。原則上，聚合物能生產低能耗和像傳感器和識別系統(tǒng)這樣輕便的產品。然而，這些知識并不意味著在聚合物科學領域中智力挑戰(zhàn)的結束，而恰恰相反；我們對更復雜的體系越來越感興趣，包括聚合物與聚合物、聚 合物與微粒、嵌段聚合物、支化聚合物、帶電體系和桿狀分子的混合體系，而這些中只有一些有命名。這八個目標的簡單總結如下： 合成的基功能卻度不斷增加。 自我復制 /糾錯模版。共軛聚合物，或者導電的，半導體的，發(fā)光的，吸光的燈廣泛的聚合物在主體的先進的應用方面是至關重要的。 更多地了解如何引導和控制這些相互作用最終將導致聚合物在醫(yī)藥和一些技術要求等領域的應用范圍的擴展?？刂贫鄬咏M裝方法結合不同的聚合物共混物骨干納米，以形成了廣泛的無機 /有機雜化材料的組成與控制通常不會產生穩(wěn)定的混合物。這種材料可能會從力學性能和流變行為方面經(jīng)歷顯著改變，并且可能導致反應網(wǎng)絡，它們經(jīng)過接受指令組裝和拆卸或響應環(huán)境刺激。 通過控制動力學路線直接形成的結構。高分辨率技術的不斷發(fā)展（如 MALDI 即 基質輔助激光解吸電離 質譜分析法和溫度梯度相互作用色譜分析法），以及一種變量的高分辨率分離技術與另一種變量的高 分辨率分析技術直接相結合的聯(lián)用技術的應用都將得到收益 。 多個長度和時間標尺： 固有地，從亞毫微米到多微米，聚合物分子和聚合物材料表現(xiàn)出多種重要的結構特征。 目前 的工具傾向于展現(xiàn)含量占優(yōu)勢的結構成分的信息，而不是足夠靈敏的顯示少數(shù)組分信息。 1 系統(tǒng)地描述已知物質的合成規(guī)則，包括分等級的不同物質和生物雜化的物質等； 2理解電子，光子，離子和能量在聚合物中傳播的基礎，從太陽能電池到正在使用的電池，從電池組到傳感器和隔膜等； 3 系統(tǒng)地描述有效率的合穩(wěn)健的加工準則，尤其是對于一些結構復雜的化合物 。發(fā)展一種全部自由能理論的圖景是不切實際的，在真實的屏障之間存在著許多亞穩(wěn)態(tài)。這里對預測理論也有很大的要求這種理論必須能夠指引合成從而獲得所要求的具備形態(tài)學和相行為學的物質，而不是僅僅解釋事實上唯象學的結果。 對于大多數(shù)聚合物而言，最基本的動力學方案是在理想的條件下確定的，這些合成過程很少在現(xiàn)實中應用。 在過去的十年中在納米級控制結構方面取得一些重大的進展，這種趨勢是將肯定擴大的。 2. 對三維成型的精確控制 。節(jié)能處理 。這對許多未來產品尤為重要的這些產品很可能是 “高附加值 ”高分子材料， 這可能通過小規(guī)?；蛐∨紊a。 Lomb) Ken Carter (University of Massachusetts Amherst) Ralph Colby (Pennsylvania State University) Monica Olvera de la Cruz (Northwestern University) Joseph DeSimone (University of North Carolina at Chapel Hill) Barry Farmer (AFRL) Richard Friend (Cambridge University) Mary Galvin (Air Products) Jan Genzer (North Carolina State University) Sharon Glotzer (University of Michigan) Peter Green (University of Michigan) Barney Grubbs (Dartmouth College) Kathleen Havelka (Lubrizol Corp) Craig Hawker (University of California at Santa Barbara) Anne Hiltner (Case Western Reserve University) Catherine Hunt (Rohm amp。這是參照比較這些指標與在美國國家科學基金會確定聚合物車間和總結在這里因為盡管基本能源科學報告必然是更廣泛的在范圍上，有直接類比于所有情況。 改善再循環(huán)，例如通過明智的選擇添加劑和加工助劑，如成核劑，顏料和脫模劑。自組裝技術獨自可以產生一些三維結構物質，但僅限于一部分很少的對稱結構，應此，包括頂部，底部，上部，下部的創(chuàng)新過程，還有很多空間。在這一極其廣泛的區(qū)域，出現(xiàn)了兩個大的挑戰(zhàn)。 六 結晶和玻璃化轉變 ， 在理 論上，這些關于聚合物物理學方面的經(jīng)典問題已取得實質性進步，雖然在上述兩方面依然存在一些重要的挑戰(zhàn)。例如，對空穴和電子流動性及隊列結構更好的理解，將會指引合成，并提高聚合物的半導體性 ；提高光子的傳輸效率可以改善有機太陽能電池的性質。因為時間和空間的范圍很寬，發(fā)現(xiàn)多種多樣的相似的粗糙的粒化模型是不能避免的。在這個領域眾多的基礎性問題中，有兩個備受人們的關注。然而充分或適當?shù)膽眠@些技術 還存在一定障礙 。這個 限定在時間域中更 為 普遍，分子運動發(fā)生 所需要 時間從至少幾 皮秒（如側基和溶劑的運動）延長到任意長 （如：玻璃態(tài)老化） 范圍 內。例如：與