研究方向
我们用统计物理与计算建模研究软物质与无序体系的物理机制, 对象涵盖高分子网络、胶体组装以及多价生物分子相互作用。
DNA 编程的自组装
可编程自组装能将简单组分构筑为复杂材料,但传统 DNA 设计常因结构复杂与动力学脆弱而受限。 我们展示了自由 DNA 链路如何简化相互作用、扩大可操作的组装窗口,并揭示植根于多价结合的 组织机制,为实验与理论中可靠构筑复杂结构提供了一套简洁而通用的框架。
- X. Xia, Y. Peng, K. K. Li, R. Ni, Reports on Progress in Physics 88, 078101 (2025)
- X. Xia, H. Hu, M. P. Ciamarra, R. Ni, Science Advances 6, eaaz6921 (2020)
超选择性与多价作用
多价弱相互作用如何实现高度选择性?我们研究其背后的统计力学原理及在靶向识别中的应用潜力。
- X. Xia, R. Ni, Phys. Rev. Lett. 132, 118202 (2024)
复杂胶体自组装
复杂胶体体系能形成多样结构,但几何挫折与动力学瓶颈常阻碍可控组装。 我们探究粒子形状、曲率与多价熵驱动作用如何协同打开稳健的有序路径, 使开放或分层架构得以大尺度形成,并为设计具光学、力学、拓扑功能的材料奠定基础。
- S. Wan, X. Xia, Y. Gao, H. Zhang, Z. Zhang, F. Wu, X. Wu, D. Yang, T. Li, J. Li, R. Ni, A. Dong, Science 387, 978 (2025)
可逆键交换网络材料(Vitrimer)
Vitrimer 是兼具弹性与可交换动态化学键的高分子网络,具备自愈与可重塑特性。 我们以理论与模拟研究其流变、松弛与可调适性背后的物理机制。
- P. Rao, X. Xia, R. Ni, J. Chem. Phys. 160, 061102 (2024)