Programming Interfacial Polymerization: Machine Learning Unveils Quantitative Rational Design Rules for Microcapsules and Beyond

合理设计 材料科学 计算机科学 纳米技术 聚合 人工智能 渲染(计算机图形) 聚合物 机器学习 设计要素和原则 生化工程 封装(网络) 生物系统
作者
Yuzi Han,Wutong Du,Yonglin Zhang,Cheng Qiu,Man Kwan Law,Ying Zhao,Ben Zhong Tang,Yang Wang,Jinglei Yang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (12): e17708-e17708 被引量:6
标识
DOI:10.1002/adma.202517708
摘要

Interfacial polymerization (IP) serves as a versatile platform technology for designing polymeric membranes, yet its extension to applications such as microencapsulation (MIP) remains hindered by empirical methodologies, largely due to the absence of quantitative rational design principles. Unlike separation membranes, which prioritize nanostructural control, MIP emphasizes encapsulation efficiency (EE%), rendering conventional membrane-derived theories and thermodynamic descriptors insufficient. In this work, we transcend these limitations by employing interpretable machine learning to program interfacial polymerization, thereby deciphering mechanism-informed quantitative design rules. Our data-driven platform integrates molecular thermodynamics, polymerization kinetics, and emulsion-stabilized interfacial parameters to identify previously overlooked descriptors governing microcapsule formation. We establish a predictive chemical-process-structure-performance relationship and demonstrate programmable control over key performances, including EE% (30%-95%), particle size (100-400 µm), and shell thickness-to-radius ratios (0.005-1) for diverse payloads spanning hydrophobic, hydrophilic, and highly reactive compounds such as toluene diisocyanate and amines. This work not only resolves long-standing challenges in understanding complex multiphase interactions in MIP but also establishes a new paradigm for the quantitative design of polymeric microcapsules, with broad implications for functional particles, catalytic microreactors, digital cells, and membranes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
45465465456发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
LLLL完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
研友_nxejJZ发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
燕燕完成签到,获得积分10
3秒前
第十一题发布了新的文献求助10
3秒前
聪明的洪纲完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
wrq完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
衷燊发布了新的文献求助10
5秒前
Lancetty发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
CC发布了新的文献求助10
6秒前
华仔的应助被Wayne采纳,获得10
6秒前
MXbeauty发布了新的文献求助50
6秒前
孤独的自中完成签到,获得积分10
6秒前
Cookie发布了新的文献求助10
6秒前
July发布了新的文献求助20
7秒前
7秒前
7秒前
饭团完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
zychaos完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
新月完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
划水小羊发布了新的文献求助10
8秒前
1531811发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Mathematical models in hydrology 500
Butadiene hydroxytelechelic oligomers PBHT 500
Ecotourism 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8077073
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9494988
关于积分的说明 21384542
捐赠科研通 7645260
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3400339
关于科研通互助平台的介绍 2529935
邀请新用户注册赠送积分活动 2438966