球晶是自然界中最为普遍的晶体形态之一，广泛存在于矿物、金属、陶瓷、合成高分子及生物蛋白质等多种材料中，其结构完整性直接决定材料的宏观物理与力学性能。在球晶生长过程中，结构缺陷的引入常破坏其本征各向同性，进而导致力学性能劣化、功能失稳，甚至与特定病理过程密切相关。系统阐明缺陷球晶的形成机制，不仅对建立材料微观结构—宏观性能之间的定量构效关系具有重要意义，也为设计新型光学响应材料、动态防伪材料等功能导向型材料提供了关键理论支撑。嵌段共聚物溶液自组装是制备球晶的有效手段，但由于结晶过程的热力学自发性和各向同性偏好，常常获得热力学稳定的完美球晶，而难以捕获各向异性的中间态结构。实现各向异性缺陷球晶的可控制备仍是大分子自组装领域长期面临的挑战性课题。

近日，化工学院瞿雄伟教授和陈胜利副教授，联合南开大学化学学院王粉粉教授，创新性地提出了“异步聚合-结晶动力学驱动的分级自组装”新策略。该策略基于本体聚合诱导-结晶驱动自组装（BPI-CDSA），成功突破了传统聚合诱导-结晶驱动自组装（PI-CDSA）方法中聚合与结晶严格同步的局限，巧妙地利用聚合与结晶过程之间固有的动力学异步性，通过精准调控催化剂浓度、聚合温度等关键参数，首次实现了具有V型缺口特征的分级球晶结构的可控、宏量制备；进一步结合原位固体核磁共振与X射线散射等多尺度的先进表征技术，证实了BPI-CDSA中聚合与结晶的异步动力学行为，阐明了V-型缺口球晶的动态演化图像和物理机制。研究团队还开展了V型缺口球晶在特种纸张多级防伪应用中的初步探索。

本工作为系统阐明高分子球晶非平衡自组装机制提供了原理性支撑，也为面向特定功能需求的可结晶性功能材料理性设计与可控制造提供了新思路。相关研究成果以“Kinetic Self-Assembly of Hierarchical V-Notch Spherulites via Asynchronous Polymerization-Crystallization for Multiscale Anticounterfeiting”为题发表在J. Am. Chem. Soc.上（J. Am. Chem. Soc. , 2026, 148, 10, 10835–10847.） 。研究工作得到国家自然科学基金（No. 22003028）、河北省自然科学基金（No. B2022202045）、河北省科技厅中央引导地方科技发展资金（No. 236Z1209G）和河北工业大学“元光学者”建设经费的支持。