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  1920年德國化學(xué)家Hermann Staudinger發(fā)表《論聚合》一文，認(rèn)為橡膠、纖維、淀粉和蛋白質(zhì)等是由成千上萬個(gè)碳原子像鏈條那樣聯(lián)合起來的大分子(Macromolecules)。盡管之前人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)天然橡膠與硫磺混合之后可以制成汽車輪胎，但并不知道其具有良好彈性的原因。Hermann Staudinger的這篇經(jīng)典之作的發(fā)表標(biāo)志著高分子化學(xué)的誕生，至今高分子化學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科已經(jīng)走過了整整100年的發(fā)展歷程。

  在Hermann Staudinger提出基于共價(jià)鍵的大分子鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)之后，遭到了當(dāng)時(shí)許多人的反對，有人認(rèn)為分子量高于5000的分子根本不存在，有人認(rèn)為所謂的大分子就是基于非共價(jià)鍵形成的膠體狀聚集體。但Hermann Staudinger堅(jiān)持自己的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，不斷發(fā)展表征方法，證實(shí)大分子鏈結(jié)構(gòu)的存在。有趣的是，隨著超分子化學(xué)的發(fā)展，研究表明基于非共價(jià)鍵形成的膠體狀聚集體也可以具有大分子鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，形成了超分子聚合物化學(xué)的新方向。 

  Hermann Staudinger因?yàn)樵诖蠓肿踊瘜W(xué)方面的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，于1953年榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，是第一位獲得諾貝爾獎(jiǎng)的高分子人。在慶祝高分子化學(xué)百年之際，我們也不會(huì)忘記同時(shí)代做出不可磨滅貢獻(xiàn)的其他科學(xué)家，如Hermann F. Mark于1926年在德國巴斯夫公司成立50余人的研究組，獲得了一批高分子聚合、高分子加工與應(yīng)用的專利；1935年美國杜邦Wallace H. Carothers合成了聚酰胺纖維(尼龍66)等。一代又一代科學(xué)家的接續(xù)努力，奠定了高分子科學(xué)的基礎(chǔ)，使得材料進(jìn)入了塑料時(shí)代。

  實(shí)際上Hermann Staudinger原本的興趣是植物學(xué)，他接受了作為教師的父親的建議：先學(xué)習(xí)化學(xué)，將來能更好地理解植物問題。實(shí)際上，他從大分子研究伊始，研究對象就包括合成高分子、天然大分子和生物大分子，并最早認(rèn)識(shí)到合成高分子和生物高分子都是基于大量的小分子通過共價(jià)鍵連接而成，合成高分子是理解生物高分子和復(fù)雜生物體系的模型體系。Hermann Staudinger的關(guān)門弟子，也是我的德國導(dǎo)師Helmut Ringsdorf教授，曾評論道：化學(xué)是他的生命，生物是他的夢想。他一生致力于建立生命科學(xué)與材料科學(xué)的橋梁，是他沒有完成的夢想。這也可能是他堅(jiān)持Macromolecule而不喜歡Polymer稱謂的原因之一。

  回顧高分子百年的發(fā)展歷程，研究內(nèi)容無論在深度還是廣度上均獲得了飛速的發(fā)展。在學(xué)科領(lǐng)域上，由當(dāng)初的僅僅是高分子化學(xué)研究，逐步發(fā)展為包括高分子化學(xué)、高分子物理、高分子工程等分支的學(xué)科體系；在學(xué)術(shù)內(nèi)涵上，由大分子鏈結(jié)構(gòu)的研究拓展到聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及其自組裝結(jié)構(gòu)的研究，由合成高分子拓展到生物大分子，由基于共價(jià)鍵的傳統(tǒng)合成拓展到基于非共價(jià)鍵的超分子合成，由一維高分子發(fā)展到二維和三維高分子等；在社會(huì)影響上，由當(dāng)初的僅是對新奇化合物的學(xué)術(shù)興趣，發(fā)展到當(dāng)今成為高分子產(chǎn)業(yè)的理論基礎(chǔ)，并推動(dòng)著高分子新產(chǎn)業(yè)的形成及發(fā)展，其研究成果滲透到了國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，如醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活等方面，構(gòu)成了人類文明的重要組成部分。

  實(shí)際上，在提出鏈狀大分子概念之前，Hermann Staudinger已經(jīng)在有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域頗有建樹，以他名字命名的反應(yīng)影響延續(xù)至今。為什么他會(huì)大膽走進(jìn)了他不熟悉的新領(lǐng)域呢？除了與他具有勇于跳出藩籬、跨越邊界的精神之外，也與當(dāng)時(shí)歐洲所處的時(shí)代有關(guān)，如缺乏制備紡織品的原料，纖維素化學(xué)本質(zhì)引起了廣泛爭論，急需認(rèn)識(shí)天然橡膠結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系等。社會(huì)發(fā)展的迫切需求是科技進(jìn)步的動(dòng)力，而科學(xué)研究的重大突破又能為社會(huì)發(fā)展開辟新的領(lǐng)域、形成新的產(chǎn)業(yè)。

  站在新百年的起點(diǎn)，高分子科學(xué)仍是我們可以充分發(fā)揮想象力的學(xué)科方向，還有許多重大的科學(xué)問題尚待解決。例如，如何向DNA那樣精準(zhǔn)地控制合成高分子的序列結(jié)構(gòu)；如何根據(jù)功能需求設(shè)計(jì)和制備高分子材料；如何滿足綠色和可持續(xù)發(fā)展社會(huì)新要求；如何實(shí)現(xiàn)Hermann Staudinger的夢想，用高分子架起生命科學(xué)與材料科學(xué)之間的橋梁；如何開創(chuàng)高分子研究新的范式，等等。

  節(jié)選自：紀(jì)念斯陶丁格高分子百年專輯前言. 張希. 高分子學(xué)報(bào), 2020, 51(1)   

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