非平衡态自组装是一种在外部能量（如化学燃料、电场或光热刺激）驱动下形成的动态有序结构过程，其核心特征是通过持续的能量输入维持系统远离热力学平衡态。我们以气体物质、生命代谢物、生物酶以及光-电-磁场为供能燃料，发展并构建远离平衡态的高能自组装系统，研究非平衡态体系的负反馈循环方式、能量耗散通路与各系统间的串并联及耦合，在体外仿生合成具有类生命功能的“活”组装材料。

以二氧化碳为燃料的非平衡超分子凝胶的设计原理，(a) 气体燃料非平衡共组装机制示意图，

(b) 两种互补的 FLP 前体（CnTP 和 TB）和底物（S）在二氧化碳气体及其催化下瞬时共组装成纳米纤维

Zhang, Y., Liang, X. & Yan, Q. Sci. China Chem. (2025)

以CO₂为燃料的可引导CO₂与环氧单体非平衡催化聚合的呼吸纳米凝胶

Y. Wang, Q. Yan, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202217001

周期性脉动聚合物囊泡耗散自组装示意图

X. Hao, L. Chen, W. Sang, Q. Yan,Adv. Sci. 2018, 5, 1700591.