教育经历

1994/09-1998/07，吉林大学，化学系应用化学专业，理学学士学位；

2001/09-2007/06，中国科学院长春应用化学研究所，高分子化学与物理专业，理学博士学位。

工作经历

1998/07-2004/07，中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室，研究实习员；

2004/07-2009/12，中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室，助理研究员；

2005/10-2005/12，德国弗莱堡大学，物理系，访问学者，合作导师：G. Strobl教授；

2009/12-2017/12，中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室，副研究员；

2017/12-至今，中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室，研究员。

2010，吉林省科学技术奖一等奖

2016，吉林省科学技术奖一等奖

2021，吉林省高层次人才

1.高分子材料人工智能设计

2.带电高分子体系的模拟研究

3.高分子材料结构与性能关系

1. 国家自然科学基金化工联合重点项目20734006：聚烯烃树脂结构表征及重要问题的基础研究（骨干），已结题

2. 973计划项目2010CB631102：先进复合材料空天应用技术基础科学问题研究（骨干），已结题

3. 国家自然科学基金面上项目51073157：剪切和压力作用下聚乳酸的结晶及转变原位研究（主持），已结题

4. 国家自然科学基金面上项目21274149：拉伸和剪切场下半结晶性高分子的非晶结构研究（主持），已结题

5. 国家自然科学基金重点项目21334007：准二维缠结高分子流体流变学研究（骨干），已结题

6. 国家自然科学基金面上项目21474109：玻璃前驱体松弛行为研究（主持），已结题

7. 中国科学院前沿科学重点研究项目QYZDY-SSW-SLH027：高分子流体动力学及其应用（骨干），已结题

8. 企业合作项目：PVC表皮真空成型装备技术开发（主持），2018/11-2024/10

9. 横向项目：计算模拟辅助设计和筛选催化丙交酯开环聚合反应的金属催化剂及研究不同立构聚乳酸结晶行为（主持），2019/12-2024/12

10. 国家重点研发计划项目（2020YFA0713601）：高端橡胶材料的可计算建模与数字化设计-高分子流体与弹性体非线性流变行为研究（骨干），2021/01-2025/12

11. 2022年省市重大专项（ 20220301018GX ）：面向深度减碳的动力电池制备与回收利用关键技术研究（合作单位负责人），2022/11-2025/10

12. 吉林省与中国科学院科技合作高科技产业化专项项目（2023SYHZ0003）：高性能锂离子电池电极飞秒激光刻蚀技术应用与产业化（骨干），2023/01-2024/12

1.高分子材料人工智能（AI）设计

   人工智能是多种学科互相渗透发展起来的一门交叉学科。随着人工智能的发展，其性能预测、结构设计、配方及工艺参数优化等功能，使高性能高分子材料的研发大大提速，新材料的研发正在从“经验试错”转向“智能设计”。通过人工智能辅助的材料设计和优化策略，有望大幅提高新型高分子材料的性能并加速其商业化应用，为更深入地理解高分子材料的结构与性能之间的关系提供了新的方法和视角。

   我们着眼于理解聚合物电解质的组成和化学结构对材料性能的影响。通过结合实验数据、计算模拟和机器学习算法，预测和优化聚合物电解质的导电性、机械强度、化学稳定性和电化学性能等关键性质。同时，还探索不同工艺条件对聚合物电解质材料结构和性能的影响，以便在实际制备过程中实现可控的材料性能调控。

   聚合物阴离子交换膜燃料电池具有碱性环境的优点，因此可以采用非铂族金属催化剂和较便宜的阴离子交换膜(AEM)。但它们在电池应用中也面临三个主要技术挑战：1）相对较低的离子电导率，2）碱性环境中化学耐久性不足，以及3）高离子电导率和尺寸稳定性之间的权衡。 这种权衡源于离子交换容量的相反影响，离子交换容量与OH？电导率、吸水率和溶胀比正相关，而与AEM的尺寸稳定性和机械性能负相关。为了平衡这些性能指标，并有效地探索其组成、工艺、结构关系，我们构建了一个自动化的机器学习管道来筛选阴离子交换膜候选共聚物的广泛化学空间。该管道利用遗传算法集成了12种机器学习算法，通过聚合物疏水和亲水主链和阳离子基团的进化来筛选潜在能够改善AEM性能的共聚物。该管道自动生成超过1.72亿个虚拟共聚物，根据机器学习模型预测的性能指标筛选出2519个潜在的候选者，包括OH？电导率、电导率-尺寸稳定性权衡系数和帕累托前沿集中阳离子的LUMO。

阴离子交换膜设计

2.带电高分子体系的模拟研究

   由于组分之间静电作用的长程性和复杂性，“带电高分子结构及动力学性质与其多样性性能内在关联的根本性理解”已成为世界科学研究的热点与难点。从分子尺度研究静电作用影响带电高分子软凝聚态体系结构、热力学及动力学性质的微观机理，并探索静电作用与带电高分子软凝聚态体系复杂功能的内在联系，具有重要的科学意义和工业价值。我们针对带电高分子及其复合体系开展模拟研究：明确了多体作用引入对传统电解质理论的影响，并通过明确阴、阳离子溶剂化作用差异的物理根源，创新性地提出用于描述实验中阴、阳离子型聚电解质溶液结构及热力学性质差异的普适规律，并发现了溶液中聚电解质和离聚物的层级复合机制，创新型地提出通过多体作用多级准确调控，设计制备外场响应性高分子囊泡的新策略。

图：阴、阳离子型聚电解质溶液结构 

3.高分子材料结构与性能关系

   高分子独特的粘弹性行为与其分子链动力学行为息息相关，高分子链的动力学效应对高分子加工成型具有重要影响和意义。由于高分子动力学行为在时间和空间存在多尺度特征，分子链构象的调整和转变速度与检测仪器的时间分辨率和空间分辨率难以匹配，因此目前通过实验难以对结晶高分子在玻璃化转变温度以上的分子动力学行为进行更深入的研究。在已报道的结晶高分子中，聚乳酸（PLA）的临界降温速率最低，因此PLA是实验研究高分子链动力学的理想模型。

    立构复合聚乳酸（s-PLA）可以提高聚乳酸均聚物（ h-PLA ）的结晶速率和结晶度，但其作用机理尚未明确。我们探究了PLLA/PDLA共混物的添加对均聚物结晶行为和结晶结构的影响。首次在熔融结晶过程中观测到Mpemba效应，并检测到PLA对映体间的相互作用，从分子链动力学和对映体间相互作用的角度讨论了立构复合结晶对均聚物结晶行为的影响。立构复合结晶存在导致的均聚物分子链弛豫行为变缓使均聚物的熔体熵垒降低，对映体之间的相互作用的产生使结晶能垒降低，二者的共同作用可能是PLLA/PDLA共混物中立构复合结晶加速均聚物结晶的真正原因。

图：不同分子量PLLA/PDLA共混物对均聚物结晶行为和结晶结构的影响 

1. Liu，LY; Li, YQ*; Zheng, JF; Li, HF* “Expert-augmented machine learning to accelerate the discovery of copolymers for anion exchange membrane”, J. Membr. Sci, 2024, 693, 122327.

2. Zhu, LY; Li, JQ; Li, HF*; Liu, BY*; Chen, JZ*; Jiang, SC* “Crystallization and melting of unentangled poly(？-caprolactone) cycles containing pendants” Soft Matter, 2023, 19(30), 5795–5804.(Feb 27 2023)

3. Li, T; Liang, C*; Yu, KF; Li, JC*; Lin, CJ; Li, HF*; Xu, YZ; Cai, SS*; Zhu, Q; Huang, QR; Xing, Wei？; Duan, XZ* “Effects of Temperature on Microstructures of MSA-type Electroplating Solution: A Coarse-grained Molecular Dynamics Simulation” Phys. Chem. Chem. Phys., 2023, 25, 28272–28281.(Oct 25 2023)

4. Lv, TX ; Li, JQ* ; Liu, LY; Huang, SY; Li, HF*; Jiang, SC* “Effects of molecular weight on stereocomplex and crystallization of PLLA/ PDLA blends” Polymer, 2023, 283, 126259. (Sep 22 2023)

5. Cui, XP; Huo, JX; Lv, TX; Hu, CL; Li, HF*; Liu, BY*; Jiang, SC*.” Chain dimension and crystallization temperature affect the II–I transition of isotactic polybutene-1”, CrystEngComm, 2022, 24(32), 5711-5723.

6. Lin, CJ; Wei, H; Li, HF*; Duan, XZ*. “Structures of Cationic and Anionic Polyelectrolytes in Aqueous Solutions: The Sign Effect”, Soft Matter, 2022, 18(8), 1603-1616.

7. Zhu, LY; Li, JQ; Li, HF*; Liu, BY*; Chen, JZ*; Jiang, SC*. “End groups affected crystallization behavior of unentangled poly(ε-caprolactone)s”, Polymer, 2022, 241, 124534.

8. Lv, TX; Li, JQ; Huang, SY; Wen, HY; Li, HF*; Chen, JZ; Jiang, SC*. “Synergistic effects of chain dynamics and enantiomeric interaction on the crystallization in PDLA/PLLA mixtures” Polymer, 2021, 222, 123648.

9. Lv, TX; Li, JQ; Huang, SY; Wen, HY; Li, HF*; Chen, JZ; Jiang, SC* “Dynamics affected memory for crystallization behaviors of poly (D-lactic acid)” Polymer, 2020, 192, 123078.

10. Lv, TX; Hu, CL; Li, JQ*; Huang, SY; Wen, HY*; Li, HF*; Chen, JZ*; Yu, DH; Christiansen, JC; Jiang, SC* “Thermal dynamics affected formation and dislocation of PDLA morphology” Polymer, 2020, 192, 122318.

在职职工

李宏飞研究员、刘伦洋特别研究助理

在读研究生

林城江（博士）、汤哲（博士）、姚首华（硕士）、史云祥（硕士）、张乐康（硕士）

毕业研究生

毛虎：重庆长安汽车有限股份公司，工程师

肖培涛：国防科技大学，讲师

张耀：鲁东大学，讲师

薛菲菲：深圳职业技术学校，老师

罗宝晶：唐山师范学院，讲师

周承波：鲁东大学，讲师

张文阳：中国水产科学院东海水产研究所，副研究员

胡存亮：鲁东大学，讲师

吕彤昕：长春警察学校，讲师

朱刘勇：北京化工研究院燕山分院，工程师

李吉辰：瑞典乌普萨拉大学，博士