王笃金 中科院化学所研究员
胡文兵 南京大学化学化工学院教授

生命基因组携带的遗传信息保证了生命系统新陈代谢和传宗接代的稳定性。这是通过遗传中心法则对成千上万种天然蛋白质通过二十几种氨基酸单元序列的精准调控而实现的，满足了生命体各种特定场合各组成部分的性能指标要求。这种结构筛选机制是基因序列在自然界发生突变，在环境中进行漫长的进化选择，以适者生存原则不断地优化生命体各个组成部分的分子结构及其性能。我们希望“师从自然”，通过高分子材料化学结构筛选来优化新材料的聚集态结构及其性能，从材料传统的试错研发机制逐步走向理性设计的研发机制，并且在提高材料研发精准性的同时，进一步缩短研发周期，降低成本，以提升新材料研发效率。
2011年美国启动了材料基因组计划（Materials Genome Initiative）,希望借助高通量材料数据库的计算和实验，来加速国防、人类健康和清洁能源等对新材料创新有迫切需求领域的技术革命。这个计划有4个构成要素：大通量计算、大通量实验、交叉协作网络和数字化数据库。该计划响应现代工业4.0和智能制造的产业发展趋势，依托计算机技术的高速发展，适应数字化时代的潮流,为国际新材料开发领域指明了未来的重要发展方向。目前国际上已建成比较有代表性的两个材料基因组开放平台是Materials Project和OQMD（Open Quantum Materials Database）。前者基于数字化的晶体结构数据库，后者基于密度泛函的高通量计算来构建特定功能材料的热力学和结构数据库，二者都能初步实现材料基础物理性能及其相图的计算。国内也有组织地开展了类似材料基因组计划的研究，主要的研究目前集中在三大通用材料中的金属和陶瓷材料，而高分子材料的相关研究迫切需要加强。
高分子材料基因组是面向未来高分子学科发展的重要研究方向。为了反映我国在这一方向的当前研究进展，在学报主编张希院士的委托下，副主编王笃金研究员和胡文兵教授组织了一期关于高分子材料基因组的虚拟研究专辑，邀请了一批活跃在高分子材料基因组研究及其相近方向的专家学者，撰写综述性的介绍，在此对所有专辑作者辛勤而重要的贡献表示衷心的感谢！我们期望这个专辑能帮助拓展读者的视野，并吸引更多的专家学者关注甚至加入这一新的研究方向，响应国家新材料发展战略的迫切需要，共同推动该研究方向的快速发展！