絲蛋白多尺度自組裝機制的研究
項目類別：國家自然科學基金
項目編號：No.22575060
參與人員：孫良?
起止日期：2026.1-2029.12
本項目聚焦絲蛋白多尺度自組裝機制，針對其結構演化三階段（無規聚集→納米纖維成核生長→分形網絡穩定）的核心科學問題，開展跨尺度系統研究。通過原位液態AFM、多物理場微流控平臺與深度拓撲表征技術，結合全原子分子動力學、耗散粒子模擬及物理信息深度學習模型，重點解析：（1）離子特異性德拜屏蔽效應調控的無規聚集路徑選擇機制，揭示氫鍵重構與疏水締合的能壘競爭規律；（2）受限空間熵-焓協同驅動的β-折疊晶核形成機制，建立多場耦合下納米纖維各向異性生長的非平衡動力學方程；（3）分形網絡自組織過程中的拓撲演化-力學性能耦合規律，提出基于集體運動熵的穩定性判據；（4）構建嵌入分形生長理論與界面粘附方程的分層注意力神經網絡模型，實現序列-外場-結構的跨尺度預測。項目將闡明絲蛋白層級組裝的動態相互作用網絡及熵焓調控原理，建立融合物理約束的跨尺度預測體系，為仿生絲蛋白材料的理性設計提供理論指導。