近日，我校材料与化学化工学部张正彪教授团队在《自然-合成》（Nature Synthesis）上发表了题为“Synthesis of discrete oligoethylenes towards chemically recyclable polyolefins”的研究论文。我校谭睿副教授为论文的第一作者和通讯作者，中国科学技术大学刘世勇教授和我校张正彪教授为通讯作者。

单一分子量高分子是一类结构精确的高分子纯净物，具有链长均一、结构明确的特征，被视为高分子科学研究的理想模型。它可有效排除传统多分散高分子链长不均的干扰，为揭示高分子本征物化规律（如结晶机制、链段动力学与力学性能机理）提供精准的定量研究平台。受DNA等天然的单一分子量生物高分子精确结构的启发，单一分子量高分子能创制变革性的功能应用，例如模仿DNA存储遗传信息的功能，单一分子量可用作“数字高分子”进行分子级信息存储，实现远超现有载体的存储密度。

由于精准合成单一分子量高分子的挑战极高，国际上这一领域的研究很少，主要集中于聚酯、聚醚等杂链高分子，而对结构最简单的全碳主链单一分子量聚乙烯的研究鲜有报道。针对这一挑战，该团队摒弃传统合成方法，创新提出基于Julia Kocienski烯烃化反应的迭代合成策略，成功合成出纯度高于99%的单一分子量聚乙烯，链长达576个碳原子，刷新了合成纪录。团队进一步以该聚乙烯为模块，制备出酯键均一分布的类聚乙烯材料，首次明确了实现商用聚乙烯性能所需的临界链长。尤为重要的是，该材料在温和催化条件下能够定量解聚为原始单体，经多次循环再生后，模量与强度仍与初代材料相当，实现了真正意义上的闭环回收，从根本上解决了传统塑料因分子量分布波动导致的回收性能劣化问题。这一工作不仅在高分子精准合成领域取得标志性突破，也为发展高性能、可循环聚烯烃材料提供了全新的分子设计思路。这类结构精确、性能可控的可循环塑料有望引领下一代可持续材料的技术变革。

团队长期致力于高分子精准合成研究，建立了系列原创策略，实现了聚酯、聚硅氧烷、聚烯烃等单一分子量高分子的高效合成，形成鲜明特色（J. Am. Chem. Soc. 2025, 147,29642-29647 ; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202416853; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202315686. Nat. Commun 2019, 10, 1918; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 13612-13617.）。基于单一分子量高分子结构设计，团队进一步发展了可擦除和重写的数字高分子，以及基于支化聚乙烯的高效RNA递送脂质体，填补了国内空白。面向我国先进制程芯片战略需求，团队原创开发了基于单一分子量嵌段共聚物的导向自组装光刻技术，为突破亚10纳米芯片制程提供了潜在的中国方案。团队坚持将基础研究成果持续转化为产业实际应用，与相关企业建立长期合作，推动单一分子量高分子的产业化应用，服务区域经济和国家重大战略需求。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s44160-025-00955-9