近日，复旦大学刘一新团队在Communications Materials上发表了题为“Automated chain architecture screening for discovery of block copolymer assembly with graph enhanced self-consistent field theory”的研究论文。

嵌段共聚物多样的链结构赋予其无比丰富的相行为，能够自组装形成包括球状相、柱状相、三周期最小曲面晶格（Triply periodic minimal surface lattices）等一系列有序结构，使其成为探索软物质自组装的重要平台。然而，随着有序相研究的深入，在不断膨胀的链结构参数空间中识别目标相的稳定窗口面临巨大挑战，所需的工作量和算力指数级增长。刘一新团队首次实现在以链结构为变量的参数空间中搜索有序相，并成功确定硫化铂（PtS）球状相是AB类多嵌段共聚物熔体中的一种新稳定相。

刘一新团队基于链拓扑结构的图论表示，开发了能够在线变换链结构的自洽场方法（Self-Consistent Field Theory, SCFT）数值计算方法，能够在以链结构为参数的高维度空间内随机取点进行计算。计算结果通过该团队之前开发的基于散射原理的自动识别方法进行识别（DOI:10.1007/s10118-024-3084-x）以确保自由能对比的准确性。从而实现了随机链结构——平均场自由能对比——寻找稳定相的自动化流程。在AB型多嵌段共聚物熔体中，以PtS, TiO₂, Cu₂O和SnI₄为目标相，自动搜索了大约6000个分子后，确认了PtS这种新相的存在。

这一工作以“Automated chain architecture screening for discovery of block copolymer assembly with graph enhanced self-consistent field theory”为题，发表在Communications Materials上，复旦大学为第一完成单位，高分子科学系硕士生张御辰、黄玮玲分别为第一、第二作者，高分子科学系刘一新副教授为通讯作者。

论文信息：Yu-Chen Zhang, Wei-Ling Huang, Yi-Xin Liu. Automated chain architecture screening for discovery of block copolymer assembly with graph enhanced self-consistent field theory. [J] Commun. Mater., ( 2024) 5:266.  

原文链接：https://www.nature.com/articles/s43246-024-00723-w

论文中设计的自洽场计算程序Polymer.jl、Polyorder.jl、PolymerArchitecture.jl、Scattering.jl，以及更多课题组介绍请点击：https://www.yxliu.group/