絲蛋白多尺度自組裝機(jī)制的研究
項(xiàng)目類別：國(guó)家自然科學(xué)基金
項(xiàng)目編號(hào)：No.22575060
參與人員：孫良?
起止日期：2026.1-2029.12
本項(xiàng)目聚焦絲蛋白多尺度自組裝機(jī)制，針對(duì)其結(jié)構(gòu)演化三階段（無規(guī)聚集→納米纖維成核生長(zhǎng)→分形網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定）的核心科學(xué)問題，開展跨尺度系統(tǒng)研究。通過原位液態(tài)AFM、多物理場(chǎng)微流控平臺(tái)與深度拓?fù)浔碚骷夹g(shù)，結(jié)合全原子分子動(dòng)力學(xué)、耗散粒子模擬及物理信息深度學(xué)習(xí)模型，重點(diǎn)解析：（1）離子特異性德拜屏蔽效應(yīng)調(diào)控的無規(guī)聚集路徑選擇機(jī)制，揭示氫鍵重構(gòu)與疏水締合的能壘競(jìng)爭(zhēng)規(guī)律；（2）受限空間熵-焓協(xié)同驅(qū)動(dòng)的β-折疊晶核形成機(jī)制，建立多場(chǎng)耦合下納米纖維各向異性生長(zhǎng)的非平衡動(dòng)力學(xué)方程；（3）分形網(wǎng)絡(luò)自組織過程中的拓?fù)溲莼?力學(xué)性能耦合規(guī)律，提出基于集體運(yùn)動(dòng)熵的穩(wěn)定性判據(jù)；（4）構(gòu)建嵌入分形生長(zhǎng)理論與界面粘附方程的分層注意力神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)序列-外場(chǎng)-結(jié)構(gòu)的跨尺度預(yù)測(cè)。項(xiàng)目將闡明絲蛋白層級(jí)組裝的動(dòng)態(tài)相互作用網(wǎng)絡(luò)及熵焓調(diào)控原理，建立融合物理約束的跨尺度預(yù)測(cè)體系，為仿生絲蛋白材料的理性設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。