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  高分子鏈結(jié)構(gòu)是銜接高分子化學和高分子物理的關鍵基礎知識點。本文探討了一種系統(tǒng)講解高分子鏈結(jié)構(gòu)的教學思路，從局部到整體依次介紹重復單元結(jié)構(gòu)、鍵接序列結(jié)構(gòu)、分子量及其分布、鏈拓撲構(gòu)筑。這樣的系統(tǒng)講解將有助于學生把握高分子鏈結(jié)構(gòu)的基本要素及其相應物理意義，從而更好地理解高分子化學結(jié)構(gòu)與其物理性能之間的內(nèi)在關系。

  在《大學化學》“高分子教育教學“�？骶幯埾拢�南京大學胡文兵教授發(fā)表教學論文，介紹了高分子物理教學中的關鍵重要概念”高分子鏈結(jié)構(gòu)“的一個系統(tǒng)講解思路。 

圖1 (左側(cè))高分子鏈沿著主鏈共價鍵保持鍵角不變發(fā)生自由內(nèi)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的無規(guī)線團構(gòu)象示意圖。(右側(cè))以聚苯乙烯為例說明高分子鏈結(jié)構(gòu)從小到大四個層次的結(jié)構(gòu)要素。鏈兩端的X表示與其它高分子鏈接枝、嵌段或交聯(lián)。

  我們通常關注的高分子擁有特殊的物理性質(zhì)及其廣泛應用，其主要來自于鏈狀分子的基本化學結(jié)構(gòu)特征。天然及生命大分子如DNA、長鏈多糖和蛋白質(zhì)等是生命體信息遺傳、能量轉(zhuǎn)化和結(jié)構(gòu)構(gòu)筑的基礎物質(zhì)，合成高分子如聚烯烴、聚酯和聚酰胺等已經(jīng)與金屬材料和陶瓷材料并列成為現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的三大支撐材料，鏈狀分子的無定形態(tài)和結(jié)晶態(tài)及其多相多組分自組裝結(jié)構(gòu)和本體織態(tài)結(jié)構(gòu)，為高分子帶來了極其豐富多樣的軟物質(zhì)物理特性和特殊靈敏的環(huán)境響應功能。因此，高分子鏈結(jié)構(gòu)的概念是我們把握高分子化學結(jié)構(gòu)與其物理性質(zhì)之間關系的重要基礎知識點。

  高分子物理的課堂教學通常以高分子鏈結(jié)構(gòu)的介紹作為開頭篇章。然而，國內(nèi)外現(xiàn)有教材里相關章節(jié)內(nèi)容的介紹顯得較為松散，高分子鏈結(jié)構(gòu)的內(nèi)在邏輯性和系統(tǒng)性需要進一步強調(diào)。另一方面，隨著數(shù)字化時代的到來，大數(shù)據(jù)計算和人工智能技術獲得了越來越廣泛的應用，也對如何合理而系統(tǒng)地構(gòu)建高分子數(shù)字化模型提出了挑戰(zhàn)。因此，對高分子鏈結(jié)構(gòu)中那些影響高分子物理化學性質(zhì)的關鍵結(jié)構(gòu)元素進行信息抽提和系統(tǒng)梳理，將有助于我們?yōu)楦叻肿拥臄?shù)字化建模奠定良好的基礎，也是順應時代發(fā)展需要的當務之急。

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