相比于说研究小组研发出一款新的、能降解嘅高分子材料，毋宁表明系为这个领域给予了一种崭新嘅、具备启发性嘅分子设计想法，能夠供学术界和产业界去参考。

为寻觅可使高分子于温和情形下达成自动降解之举的全新策略，这个研究团队将目光投向了自然界，实际上说来，自动降解机制在诸多生物大分子里广泛予以存在，尤其是RNA跟蛋白质莫属，从某种层度上而言，这乃是自然界为去解决自身“高分子材料”——生物大分子上有关可持续性关联的相关问题而衍生呈现出的精妙方案 。

经对这些生物大分子的自我降解之道剖析解析，研究团队发觉自然界运用了一种简约却极具成效的化学谋略：于易于被切断的化学键周边，预先安置能够在分子内部促使化学键断开的“邻位基团”，且在空间架构上予以极为精确精准的排列分布。举例而言，RNA分子里面的磷酸二酯键、蛋白质里面的肽键，皆因临近存有特定的邻位基团而能够在适宜条件下达成自行 degradation。更为精妙的是，自然界甚至于能够借助调控这些邻位基团和可降解键之间的空间间距，来精确调控降解速度。

因受到这一启发，研究团队试着把类似的策略引入人工合成的高分子材料里。在本研究当中，研究团队于聚合物结构内提前、精准地放置类似的邻位基团，结果发觉这种仿生设计在人工高分子里同样有效的。研究团队所得到的材料不但能够在没有额外试剂的状况下自动降解，并且只要调整邻位基团与可降解化学键彼此间的相对位置，就可精准调控降解速率，从数小时、数天，到数月甚至于数年，全都能够通过分子设计来达成。

要是进行一个没那么严谨然而却更易于理解的类比，假定每一个塑料分子属于一根纳米尺寸的金属杆，传统可降解聚合物的想法，跟借助施加外力将金属杆使劲掰断相类似，这个过程费劲、成本高昂，并且还不够精细。

研究团队所采用的策略，好似是在金属杆之上预先布置了好些微型的内置切割工具，这些工具并不需要外界协助，就能够在恰当的条件之下自动将金属杆切断，进而达成降解。更为关键的是，化学家可以精确调控这些内置工具跟金属杆之间的距离，以此来控制切割发生的速率。

论及底层逻辑，此次研究属典型仿生工作。确切来讲，借助精准安置的邻位基团把控高分子自降解之开创性做法，实则早在几亿年前便被自然界率先达成。RNA、蛋白质等生物大分子的降解机制本质上就是运用此策略。

在此种前提状况下，研究团队所开展的工作，能够说是第一次把这一简便且高效的仿生机制成功导入到人工合成高分子体系之内，借此达成了在温和状况下不需要额外添加试剂便可自行降解的高分子材料。这同样是研究团队觉得本项研究最为具备创新性的突破之处所在呢。

这项工作归根结底依旧是属于概念验证，也就是 proof of concept 哎，研究团队于论文里所展示的材料，距离能够直接进行应用，明显是尚未达到那个程度的，二者之间存在着相当一段挺长的距离呢。然而呢，研究团队却持有这样的看法，即这一仿生的高分子自降解机制，在多个不同方向上，都具备着非常明确的潜在应用价值哟 。

首先，要去开发那种能够用于包装的、具备商业用途的高分子材料。要是把这种在分子层面所拥有的、可以进行编程的自降解机制用于平常的包装材料，那么就算包装被人们随随便便地丢弃掉，它们也会依据事先设定好的分子结构自行开展降解，不会长年累月地在环境里积累。这样做不但能够明显地降低废弃物处理所需要的成本，还能够从源头那里减少塑料污染。

先是第二点，来开发那种具备高性能同时还能够自然降解的渔具所用材料以及农具所用材料，好多渔具、农具的关键部分都要依靠高分子材料，而且鉴于应用方面的需求，对于力学强度有着很高的要求，另外，鉴于使用场景存在特殊性，这类材料常常直接就被丢弃在自然环境里，进而造成大量塑料垃圾不断积累，在现有的策略当中，高强度材料往往更加难以降解，形成了明显的矛盾，而研究团队所采用的策略是在分子内部提前设置切割工具，既能够维持住材料的机械强度，又能够达成自我降解，相当契合这一需求 。在研究团队的论文刊出之后，有一家来自日本的专门从事渔具生产的公司，还有一家来自英国的专注于农具制造的公司，主动去和研究团队取得联系，以此阐述他们针对这一项策略抱有的那种兴味哦。

第三，是用来构建能够进行程序化降解的药物递送体系。在生物医学这个领域当中，高分子材料常常被用作药物载体。理想状态下的载体材料，需要在药物应当发挥作用的位置以及时间点，精确地进行降解，以此来控制药物的释放速率。然而，当前能够达成“按照预先设定的时间表进行降解”的高分子材料，数量极为有限。

研究团队的策略正好能够把这一痛点给解决掉，通过在聚合物链当中精准地放置邻位基团 ，研究团队能够用分子设计这种方式精确地调控材料自降解的速率，这意味着药物载体的降解以及药物释放曲线在设计开始的时候就能够被写进材料结构里 ，这可是诸多现有载体材料没有办法达成的特性 。

总而言之，虽然现今依旧处于概念验证的时期阶段，然而这一仿生自降解的策略仍有希望，在可持续包装这个领域范围，以及渔农用品这个范畴界限，还有精准药物递送这些方面方向给面向实际应用的全新解决思路予以提供。

据知晓，顾宇炜的博士研究主要是围绕合成高分子材料来开展的。在博士阶段快要结束之际，顾宇炜开始对生物大分子生发出强烈的兴趣：明明二者都是高分子，可为什么生物大分子在复杂度以及功能性方面要远远地超越合成高分子呢？怀揣着这个疑问，顾宇炜在博士后阶段加入了一个以DNA与蛋白质作为基础去开发生物大分子材料的团队，期望能从自然界的策略当中探寻到答案。那段经历使得顾宇炜掌握了多种生物大分子的合成与修饰技术，并且也渐渐萌生了向自然学习高分子化学的念头。

顾宇炜在于2023年1月加入罗格斯大学化学系后，便开始独立建组，其所结合的是自身科研兴趣，以及在博士、博士后阶段积累的技能，顾宇炜把课题组的研究方向确定为在高分子尺度上进行仿生研究，也就是macromolecular biomimicry，要向自然界去汲取化学灵感，跟许多刚起步的年轻课题组相同，研究团队一开始也面临着人手不足，以及设备尚不完善等现实困难 。

不过，确切是于这般的时期，顾宇炜冒出了一个全新的念头，那便是，可不可以去参考自然界生物大分子的自行降解机理，然后把它转移至人工合成的高分子材料里头呢？

依托着这个想法从而进行设计来的分子骨架，顾宇炜设计出三种差异化的分子骨架模样啦，一心指望在合成出来的高分子链那儿能够在特定位置精准地引入呈现错落分布状态的“邻位基团”，其目的在于探究它们是不是能够如同神奇的自然界一样触发分子内部的自行降解进程呢。在那段特定的时间范畴当中呀，顾宇炜一方面着手开展搭建实验室的工作，另一方面还亲自独立操刀进行实验，在实验设备并不完备的不利状况之下苦苦摸索了相当长的两个月时间，最终好不容易才确定了这些分子的基本合成路线，进而为后续一系列工作顺利开展奠定了相当牢固的基础哟。

本届有关联的论文里，第一作者是殷绍峥同学，他在加入课题组之际，尚是一名自费硕士生，其本科毕业于天津大学化工系，且对高分子研究怀有浓厚兴趣，他主动寻觅顾宇炜，期望能够投身课题组的科研工作，于是，顾宇炜把前期获取的一些初步成果交给他持续推进 。

不久之后，研究团队察觉到，就如同一开始所设想的那般，这些“邻位基团”不但能够促使高分子自行降解，并且借助改变分子骨架的手法来对它们的位置予以调整，还能够准确地进行降解速率的调控。

随后，殷绍峥把这一概念成功延伸至一种典型但难以降解的材料，即聚双环戊二烯（polydicyclopentadiene）里。在他的工作开展下，这种原本近乎不可降解的材料达成了可控的自降解。更进一步讲，研究团队于仿生基础之上超越自然，设计出了降解速度快得以至于在几小时内就能彻底分解的超快速自降解材料。

取得材料性质方面的突破后，研究团队对其分子层面的降解机理有了兴趣，研究团队与计算化学专家Lu Wang教授合作，她的团队协助顾宇炜等人开展了详尽的密度泛函理论模拟，还进行了分子动力学模拟，这些计算结果大幅加深了研究团队对自降解化学细节的理解，让整个研究的理论基础更为坚实。

处于投稿进程里的时候，绝大多数的审稿人针对研究团队所从事的工作予以确认。可是其中一位审稿的人提出具备相当价值的问题：“自然界当中大分子的生物不但能够自行降解，而且还能够凭借折叠结构的变化动态地调控降解的速率。你们所采用的方法能不能达成类似的调控呢？”。

存在着这样一个点，它是极为重要的。生物大分子，比如像蛋白质这种，其折叠结构能够对邻位基团与化学键之间的距离予以改变，进而动态地调节自降解速度，而这是自然界里一种相当高明的化学策略。

顾宇炜花费了好些天的时间去思索，而后察觉到：也许能够借助超分子化学来操控合成高分子的折叠架构，进而动态性地调节邻位基团的位置所在。顾宇炜将这一构想告知了殷绍峥同学，殷绍峥同学耗费了大概半年的时间，最终在实验当中成功达成了这一目标。

在最终呈现用以提交的论文版本里头，研究团队不但展示了借助分子骨架达成的静态结构控制，而且展示了经由链折叠展开的动态调控机制，可以这么说来着，研究团队于合成高分子里达成的降解调控策略，已然在概念以及精妙程度方面跟自然界的生物大分子自降解机制极为相近了 。