中国与荷兰科研团队携手，在动态高分子研究领域取得突破性进展。相关成果发表于国际权威期刊《自然·化学》，标志着人类在仿生智能材料领域迈出关键一步。研究团队以超高层建筑为灵感，成功构建出具有内外双螺旋结构的动态高分子，其分子尺寸仅数十纳米，却展现出与天然蛋白质相似的动态行为，为生物功能材料研发开辟全新路径。
这项研究的灵感源自上海中心大厦的独特建筑形态。作为中国第一高楼，该建筑采用内外双螺旋设计，不仅赋予建筑卓越的空气动力学性能，更引发科研人员对生命体系螺旋结构的联想。DNA双螺旋结构与蛋白质动态构象的生物学启示，促使研究团队提出创新设想：能否通过化学合成手段，在非生物体系中构建兼具几何特征与动态功能的人工高分子？
传统螺旋高分子的合成面临两大挑战：一是刚性骨架难以降解回收，二是缺乏天然高分子的动态响应能力。研究团队从分子设计层面突破常规，采用氨基酸与二硫键等生物相容性组分，通过动态共价键构建螺旋骨架。经过数百次实验优化，最终发现将可逆二硫键与刚性氨基酸结合，既能维持螺旋结构的稳定性，又赋予其温度响应的柔韧性。实验数据显示，该高分子在加热时可伸展至原长度的1.5倍，冷却后自动恢复螺旋构象；在碱性环境中，二硫键可控断裂，完整解聚为氨基酸与二硫小分子。
这种动态可降解特性使其在生物医学领域展现独特优势。与传统高分子材料相比，该材料在完成使命后可被人体完全代谢，避免长期滞留引发的炎症反应。科研人员已开展多项应用探索：在柔性神经接口方面，其优异的力学适配性可减少组织损伤；在靶向药物递送系统中，螺旋结构的尺寸筛选效应能提升药物富集效率；组织工程支架应用则受益于其降解速率与组织再生周期的精准匹配。
分子层面的创新设计源于对自然规律的深刻理解。研究团队指出，生命体系的复杂性往往源于简单基元的精妙组合。以水分子为例，单个水分子结构简单，但通过氢键网络可形成10158种雪花形态，这种从简单到复杂的演变规律为分子设计提供重要启示。类似的，研究团队通过动态共价键与非共价键的协同作用，实现了高分子结构的双重可逆变化——既能在无序与螺旋构象间切换，又能完全解聚为初始组分，这种机制较既往研究更具复杂性。
该成果的突破性体现在分子设计的系统性创新。传统螺旋高分子多依赖单一相互作用维持结构，而新研发的材料通过共价键与非共价键的协同作用，构建出多层次动态体系。这种设计理念已引发国际学术界关注，《自然·化学》高级编辑评价其"为动态高分子领域树立了新标杆"，认为这种兼具结构稳定性与功能可逆性的材料，将推动仿生智能材料向更高阶发展。
在纳米技术领域，分子机器的研究正持续深化。2016年诺贝尔化学奖得主费林加教授团队此前已开发出光驱动分子马达与分子车，此次研究可视为该领域的延伸拓展。通过将分子马达嵌入金属有机框架，科研人员构建出能光控捕获气体的"分子工厂"，这种技术在气体分离与污染物处理方面展现应用潜力。更值得关注的是，分子机器在信息存储与医学领域的应用探索：基于分子穿梭运动的存储器件理论存储密度达现有硅基芯片的百倍；2纳米级分子转子则有望实现癌细胞的精准杀伤。
当前，"造小"技术正经历从基础研究向工程应用的转化。量子点材料通过尺寸调控实现光电性质精准设计，已广泛应用于高色域显示技术；金属有机框架材料凭借纳米级孔道结构，在非洲干旱地区实现空气取水日产数升。这些进展表明，分子尺度的精准操控正在重塑材料科学的发展范式。尽管面临原子级操控成本高、动态系统控制难等挑战，但随着人工智能辅助设计、自动化合成平台等技术的突破，分子工程有望在能源、医疗、环保等领域催生革命性应用。
