基于水凝胶膨胀与分子相互作用综合符号回归的数据驱动建模方法

《ACS Materials Letters》：Data-Driven Formulation Based on Integrated Symbolic Regression of Hydrogel Swelling and Molecular Interactions

本研究提出一种多维度数据驱动方法，整合核磁共振（TD-NMR、1H-15N HSQC、1H-13C HNCO）、分子描述符（RDKit）及热分析（DSC）数据，利用符号回归推导出高精度可解释方程（肿胀比测试集精度1.0），揭示水凝胶配体诱导吸附机制，为理性设计提供理论框架。

　　

水凝胶在各个领域都提供了有前景的解决方案。然而，要理解诸如膨胀和配体相互作用等复杂现象，需要从官能团到分子动力学等多角度的数据。单一视角的分析往往难以全面解释这些现象，尤其是在配体诱导的选择性吸附发生时。本研究采用了一种数据驱动的方法，整合了TD-NMR、¹H–¹⁵N HSQC、¹H–¹³C HNCO（结合同位素标记的肽）、RDKit描述符以及DSC数据。通过符号回归分析，我们得出了高度准确且易于解释的方程式（例如，在测试集上的膨胀率准确度达到了1.0）。这种方法揭示了水凝胶的基本工作机制，并为合理设计提供了框架。