由Unyong Jeong和殷亞東教授撰寫的本期關于智能響應的微/納結構材料的特刊（第30卷第2期），重點介紹了新型微結構和納米結構的發展如何驅動智能材料的快速發展。這些智能材料在精確定義的條件下對各種外部刺激具有多重響應或對某個刺激具有選擇性響應，旨在推動智能材料向更高性能水平發展，并應用于實際。其中，生物醫學智能材料在第五方面進行了詳細說明。
我們先來看下幾個封面文章：
首先，介紹本期特刊的封面，特約編輯Unyong Jeong和殷亞東教授從智能材料設計的六個方面介紹了此特刊。回顧了新型微結構和納米結構的發展如何驅動智能材料的快速發展，并展望了智能材料被開發應用于生物醫學、移動電子設備等的實際應用。
封面二（InsideFront Cover）中，Pooi See Lee及其同事討論了電容性能與納米結構材料在實現超級電容器高電化學性能方面的關系。以智能的方式豐富超級電容器的功能，最大限度地降低功能電子元件的整體集成尺寸，提高其使用壽命。
封面三（InsideBackCover）中，江雷院士討論了如何從四個角度調節各種納米顆粒，包括控制顆粒間的相互作用（非共價鍵，電磁，靜電，范德華力等）、配體工程（配體交換和配體崩塌），時間調控（例如活性物種的壽命）和空間調控（例如活性物種的分布）。最終產品在分析物檢測和光催化方面等的應用潛力。
封面四（BackCover）中，Michael J.Serpe及其同事討論了基于刺激響應聚合物在溫度，pH，光和電場等刺激下會發生變形。這些“智能”聚合物在人造肌肉，傳感器和生物醫學等領域得到了廣泛的應用
以下，奇物論編輯部對“智能響應的微/納結構材料”的五個方面進行整理，供大家學習和交流!其中，生物醫學智能材料在第五方面進行了詳細說明。其他方面也著重介紹了響應性材料在生物方面的應用。
1. 智能化納米組裝
自然界中的微觀結構是由分子和原子的自組裝而成的，由此產生的智能性質（物理、化學、光學性質）是由自組裝的官能團和形狀決定的。因此，了解自然界中的自組裝原理對于實現人工智能材料至關重要。
（1）Sang Ouk Kim教授：基于嵌段共聚物自組裝的智能納米材料
依靠嵌段共聚物（BCP）自組裝的納米加工技術已成為下一代智能材料的加工策略，受到越來越多的關注。Sang Ouk Kim及其同事概述了BCP自組裝工藝的最新進展以及智能納米材料研究方向的未來前景。
Jang Hwan Kim. et al. Smart Nanostructured Materialsbased on Self‐Assembly of Block Copolymers. Adv. Funct. Mater. 2020, 30,201902049
DOI: 10.1002/adfm.201902049
https://doi.org/10.1002/adfm.201902049
（2）江雷院士：納米粒子的時間/空間調控
江雷院士概述了通過共同的相互作用和配體調節納米顆粒的原理。可以通過四種不同的策略來調節各種納米顆粒，包括控制顆粒間的相互作用（非共價鍵，磁性，靜電，范德華力等），配體工程（配體交換和配體塌陷），時間調控（例如活性物質的壽命），以及空間調控（例如活性物種的分布）。最終產品在分析物檢測，光催化等方面具有潛在的應用。
Ruochen Fang，Mingjie Liu and Lei Jiang. Design of Nanoparticle Systems byControllable Assembly and Temporal/Spatial Regulation. Adv. Funct. Mater. 2020,30, 201903351
DOI: 10.1002/adfm.201903351
https://doi.org/10.1002/adfm.201903351
（3）Luis M. Liz‐Marzán教授：具有超分子識別的等離子體納米粒子
超分子相互作用在自然界無處不在，這激發了科學家設計具有仿生特性的納米結構。Luis M. Liz‐Marzán教授回顧了基于納米顆粒的等離子體光子學的原理和最新進展。他們的研究重點是通過納米粒子之間的超分子相互作用來控制局部表面等離子體共振（LSPR），這種反應可以對化學光學環境做出反應，預計將進一步用于手性催化，環境監測，疾病診斷和治療方面的研究。
Jesús Mosquera. et al. Plasmonic Nanoparticles withSupramolecular Recognition. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 201902082
DOI: 10.1002/adfm.201902082
https://doi.org/10.1002/adfm.201902082
（4）程文龍教授：獨立二維納米組件
獨立二維納米組件是由納米材料構造的超薄納米膜或納米片。程文龍教授回顧了由納米材料（金屬納米顆粒、量子點和磁性納米顆粒）構成的獨立二維（2D）組件的制造方法，突出了獨立二維納米組件的屬性，討論了它們的特性和應用，并分享了他們對未來機遇的看法。
Qianqian Shi and Wenlong Cheng. Free‐Standing 2DNanoassemblies. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 201902301
DOI: 10.1002/adfm.201902301
https://doi.org/10.1002/adfm.201902301
2. 微尺度構建智能材料
自然界中的微觀結構是由分子和原子的自組裝而成的，由此產生的智能性質（物理、化學、光學性質）是由自組裝的官能團和形狀決定的。因此，了解自然界中的自組裝原理對于實現人工智能材料至關重要。隨著具有可調化學、物理和機械性能的有機/無機納米復合材料研究的不斷拓展，納米復合材料的性能取決于納米尺度組件的化學和物理特性，也取決于它們的組裝結構。為了制造實用的智能器件，需要形成微結構甚至體結構，而這往往很難通過熱力學自組裝獲得。
（1）顧忠澤教授：基于智能制造策略的微結構控制
具有可控結構的微結構需要先進的制備策略。東南大學生物科學與醫學工程學院院長顧忠澤教授綜述了這些可控微結構體系（CMA）的代表性模型，并著重介紹了自組裝和雙光子聚合（TPP）自上而下形成微結構的最新進展。他們提出了通過整合自下而上和自頂向下的方法來獲得可控微結構結構的方法。重要的是，TPP已顯示出作為CMA通用制造方法的巨大潛力。
（2）殷亞東教授：納米級磁性組裝的智能材料
殷亞東教授綜述了利用外加磁場控制磁性納米粒子位置和取向的研究進展。納米級磁性組件通過操縱納米粒子（磁性和非磁性）之間的磁性相互作用以及納米粒子和外部磁場之間的相互作用而實現，是構建智能材料（包括刺激響應性光學納米結構，形狀變形系統和先進材料）的有效平臺。他們引入智能材料來控制所合成微結構的光學和機械性能，并提出技術挑戰和可能的未來應用。
Zhiwei Li. et al. Smart Materials by NanoscaleMagnetic Assembly. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 201903467
DOI: 10.1002/adfm.201903467
https://doi.org/10.1002/adfm.201903467
（3）Unyong Jeong教授：基于微粒的軟電子設備：實現單顆粒/單像素
Unyong Jeong等介紹了微粒（MP）的精確位置配準，功能MP的生產以及基于MP的像素化電子設備的最新進展。還討論了實現“單粒子/單像素”概念的技術挑戰。
Hyejin Hwang and Unyong Jeong.Microparticle‐Based Soft Electronic Devices: Toward One‐Particle/One‐Pixel. Adv.Funct. Mater. 2020, 30, 201901810
DOI: 10.1002/adfm.201901810
https://doi.org/10.1002/adfm.201901810
3. 光響應智能材料
隨著納米材料合成和理化性質理論預測的進展，雜化納米智能材料得到了廣泛的發展。仔細選擇納米粒子和聚合物基質可以提供額外的協同功能。
（1）Ming‐Yong Han教授：刺激-響應性雜化納米結構
Ming‐Yong Han教授重點介紹了由發光納米晶體和刺激響應聚合物組成的智能發光混合納米/微結構的最新發展，突出了發光響應于溫度、pH、電場和分析物等外界刺激的可逆變化，并討論了各種智能應用的細節，包括藥物傳遞、靶向熒光成像、信息編碼和光開關等。
Guijian Guan. et al. Stimuli‐Responsive HybridizedNanostructures. Adv. Funct. Mater. 2020, 30,1903439
DOI: 10.1002/adfm. 1903439
https://doi.org/10.1002/adfm.1903439
（2）美國賓夕法尼亞大學ShuYang教授：納米粒子-聚合物復合材料的響應式智能窗口
Shu Yang教授綜述了基于電驅動、熱驅動和機械驅動的智能窗開發的最新進展。為了適應不同的環境條件，人們嘗試了各種方法來定制窗口的透明度和隔熱性能。通過調整窗戶的透明度和隔熱性能，人們已經開發出各種各樣的方法來使窗口變得智能。Shu Yang教授專注于納米顆粒嵌入聚合物復合材料，可以根據天氣條件或個人喜好動態調節可見光的透射和反射。
Hye‐Na Kim and Shu Yang. Responsive Smart Windows fromNanoparticle–Polymer Composites. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1902597
DOI: 10.1002/adfm.1902597
https://doi.org/10.1002/adfm.1902597
（3）Sergiy Minko教授：預編程的動態微結構聚合物界面
智能材料對物理和機械刺激的響應是通過界面來實現的，因此界面對外界刺激的動態變化對智能材料的性能起著關鍵作用。Sergiy Minko及其同事研究了預編程動態微結構聚合物界面的最新進展。刺激響應系統通過與微結構界面相互作用，可以改變并調節一些于實際有用的特性，如門控、質量傳輸、篩分、釋放、潤濕、粘附和自愈等，為非常規功能分子的設計和合成提供新的機遇。
Igor Tokarev and Sergiy Minko. Preprogrammed Dynamic MicrostructuredPolymer Interfaces. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 201903478
DOI: 10.1002/adfm.201903478
https:// doi.org/10.1002/adfm.201903478
4. 刺激響應軟驅動器
自然界中的生物通過驅動飯也對周圍環境作出反應。除了動物外，植物也可以通過膨脹或收縮、捕捉、閉合甚至移動來驅動。有許多研究活動是受自然智能啟發的。
（1）Michael J. Serpe教授：利用刺激反應性聚合物的力量的驅動器
Michael J. Serpe教授回顧了刺激反應性聚合物驅動器的整體機制。記錄了響應于溫度，pH，光和電場（及其他）刺激而變形的刺激響應的聚合物驅動器。這些“智能”驅動器在人造肌肉，傳感器和生物醫學等眾多領域中已經得到了廣泛應用。
Liang Hu. et al. Harnessing the Power ofStimuli‐Responsive Polymers for Actuation. Adv. Funct. Mater. 2020, 30,201903471
DOI: 10.1002/adfm. 201903471
https://doi.org/10.1002/adfm.201903471
（2）荷蘭埃因霍溫科技大學Danqing Liu教授：光電聯合響應的液晶涂料
Danqing Liu教授展示了他們在智能液晶涂料方面的研究成果，這種涂料對光和電場都有綜合響應。光場和電場的相互作用可以液晶表面的變形。
Wei Feng. et al. Combined Light and Electric Responseof Topographic Liquid Crystal Network Surfaces. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 201901681
DOI: 10.1002/adfm.201901681
https://doi.org/10.1002/adfm.201901681
5. 生物醫學智能材料
納米顆粒在疾病的診斷和治療的方面取得了巨大成功。因此，基于材料本身的研究在此進行梳理。
（1）Sébastien Perrier教授：枝狀聚合物用于智能給藥
聚合物智能給藥系統在疾病的診斷和治療的方面取得了巨大成功。合成化學的快速發展增加了聚合物納米粒子進入預定位置的可能性。主要的合成方法是形成支鏈聚合物結構。Sebastien Perrier和Alexander Cook綜述了各種形式的支化聚合物，包括超支化聚合物和樹枝狀大分子。他們比較了不同的支鏈聚合物結構及其在智能給藥中的應用。
Alexander Cook and Sebastien Perrier. Branched andDendritic Polymer Architectures: Functional Nanomaterials for TherapeuticDelivery. Adv. Funct. Mater. 2020, 30,201901001
DOI: 10.1002/adfm. 201901001
https://doi.org/10.1002/adfm.201901001
（2）María Vallet‐Regí教授：介孔二氧化硅納米粒子用于智能給藥
納米陶瓷是納米醫學的另一種新材料。其中，介孔二氧化硅納米粒子由于具有均勻的納米孔、大的表面積和可容易官能化的高密度硅醇基團而得到了更為廣泛的應用。Maria Vallet Regi和Miguel Manzano報告了二氧化硅納米顆粒的合成和給藥應用的最新進展。
Miguel Manzano and Maria Vallet Regi. MesoporousSilica Nanoparticles for Drug Delivery. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 201902634
DOI: 10.1002/adfm.201902634
https://doi.org/10.1002/adfm.201902634
（3）南洋理工大學段宏偉教授：光活性納米載體
段宏偉教授總結了基于光化學、光熱和光敏機制的光活性納米載體的研究進展。光照作為一種外部刺激，可以根據曝光時間、強度、位置和光波長對有效載荷釋放進行精確的時空控制。
Qirong Xion. et al. Photoactive Nanocarriers forControlled Delivery. Adv. Funct. Mater. 2020, 30,201903896
DOI: 10.1002/adfm. 201903896
https://doi.org/10.1002/adfm.201903896
（4）劉莊教授：智能注射水凝膠用于癌癥的免疫治療
最近，可注射智能水凝膠已證明其在局部免疫調節方面的潛力，以增強系統的抗癌免疫反應。劉莊教授總結了用于癌癥免疫治療的各種智能注射水凝膠的最新進展，并討論了可注射水凝膠在下一代癌癥治療中的未來貢獻。
Yu Chao. et al. Smart Injectable Hydrogels for CancerImmunotherapy. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 201902785
DOI: 10.1002/adfm.201902785
https://doi.org/10.1002/adfm.201902785
第六部分關于智能納米結構能源材料就不此贅述了。
結語：
響應性材料這一新興研究領域的發展得益于材料科學、化學、物理、電氣工程、能源等多學科之間的協作。希望本期特刊能提供有關智能材料的最新進展和最具洞察力的評論。也希望這期特刊能促進更多加工和設備工程的研究，以及智能材料在現實世界中的商業化應用。
參考鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/toc/16163028/2020/30/2
