南京大学软凝聚态物理实验室利用实验、理论、和模拟的手段研究多学科交叉领域---软凝聚态物理中的若干前沿问题, 如高分子聚合物、胶体、和生物膜等纳米技术和组装,生命软物质如细胞骨架和自驱动物质的非平衡集体行为,细胞尺度下的物理问题研究

1、聚合物--胶体系统相互作用,相行为研究
胶体、聚合物体系的复杂组装、结晶和相变机理,以及在纳米和微米尺度下的结构调控和光、电、显示效应的联系。关注胶体聚合物受限体制中的结构相行为; 模板诱导的嵌段共聚物自组装大尺度有序结构。
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2、人工膜和生物膜系统研究
围绕表面结构诱导生物膜中的磷脂和蛋白质的再组织,我们探索亲疏水界面对磷脂组份侧向重新分布的影响,揭示分子尺度的亲疏水界面引起磷脂膜的侧向扩散机制;研究蛋白质引起磷脂的相行为变化;研究纳米粒子对巨单层囊泡的破坏或穿孔问题。还结合理论模拟来考察表面不同结构与物理特性引起膜侧向组织的物理机理。
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3.活性物质非平衡有序结构研究
活性物质包含多种系统。这样的系统小可如纳米尺度的蛋白质分子马达,细胞骨架中的迁移微管微丝,大到运动的细菌菌落,迁移的鱼群,鸟群等等。简单如集体振动的杆状颗粒,复杂微妙则如人类社会自身。从理论角度考
虑,活性物质可被看作一个驱动系统。我们使用理论和模拟的方法研究此类自驱动系统中非平衡有序结构及行为
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4、树形大分子结构和动力学行为及其用于输运药物系统的相关机制研究
树枝形分子是一类具有树的拓扑结构的新型纳米级高分子。树形分子结构上拥有聚合物和胶体的双重特性,是软物质物理学中广泛关注的一个课题。此外,独特的结构特点使得此类明星大分子在医药学领域引起科学家们广泛的关注。我们利用高分子方面的基础理论并结合分子模拟方法研究了树形分子在整个载药输运过程中形态结构的变化以及动力学行为及其与生物(活性)分子间的相互作用,试图揭示药物输运过程中的相关物理机制,为设计具有优化功能的载体分子提供有用信息。
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5.生化系统的噪声和随机动力学研究
在介观尺度下,基因表达、信号转导、 新陈代谢以及分子输运等细胞过程中的生化反应和分子间的绑定和解绑定都具有内在随机性(内噪声)。如何在噪声的影响下保证信号转导、 调控以及决策的正确完成,从而维持细胞生命运动有条不紊地进行,已呈现为生命科学的一个基本问题。我们注重对理论思想和解析方法的发展,并利用这些方法研究生化系统的噪声和随机动力学,揭示生命现象背后的本质规律。
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