手性是自然界的基本属性之一，生命过程中广泛存在着手性的产生、传递、放大和调控。受此启发，合成特定手性结构的聚合物，研究其独特的物理化学性质和功能，已成为当今高分子科学领域研究的热点之一。然而有机聚合物材料的光学活性普遍十分微弱，已成为制约手性微纳光子学技术发展的关键瓶颈问题。在前期工作中，中科大邹纲教授课题组将圆偏振光、磁圆二向色性（Nat. Commun. 2014, 5, 5050）、超手性光（Nat. Commun. 2018, 9, 5117）以及手性等离子体诱导（Nat. Commun. 2020, 11, 1188）等引入到不对称光聚合体系中，发展了一系列手性聚合物功能材料的可控合成新方法。

  探索和理解材料结构和手性光学功能间的构效关系是实现手性光学器件理性设计和研发的基础，通过逆向设计指导手性结构的精准构筑，实现对材料手性光学功能的任意操纵是人们不断追求的梦想。有机聚合物材料的工艺参数复杂、设计空间巨大，而基于“穷举”、“试错”等手段的传统研究范式，在面对庞大的化学空间、配方和工艺的搜索时，却常常止步于局部最优，无法进行全局探索。在前期工作中，中科大江俊教授团队研制出了全球首个数据智能驱动的全流程机器化学家（Natl. Sci. Rev. 2022, 9, nwac190），实现了大数据与智能模型双驱动下的合成-表征-测试全流程开发，在高熵催化剂等体系中建立全局搜索模型并找出了全局最优解。

图2 手性聚合物功能薄膜的正向精准预测与逆向设计

图3手性聚合物功能膜的按需逆向定制

图4聚合物手性光学薄膜用于圆偏振多色激光显示。

图5 圆偏振荧光复合薄膜的逆向、精准定制。

  该研究基于数据智能驱动的机器化学家平台，构建薄膜结构参数、光谱特性和薄膜手性光学响应间的耦合映射关系，能有效克服聚合物结构复杂性给材料构效关系研究带来的困扰，突破传统手性光学材料设计中结构信息精度差、效能预测难等瓶颈，实现按需定制，指导特定手性光学功能的聚合物薄膜的精准制备。

  论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-41951-x