人类一直对超能力有着强烈的探索欲望，这点在文学影视作品中常有体现。比如在四大名著《西游记》中，古人就给我们虚构了尺寸和形状可任意变换的金箍棒：大到可以直通“仙界”，小到可以放在耳朵里面，形状任意切换，并且能复制很多“分身”。这种超能力对于人类来说也许就像神话和电影一样遥不可及，但是在神奇的大自然中却真的存在具备这种超能力的生物——三涡虫(图1)。如图所示，三涡虫在食物充足时中会遵循自然的生长过程，直至最大体长(20mm)；但是当环境不适合生存时，比如食物短缺，它们会发生退化性生长，即涡虫躯体会不断缩小到孵化时的大小（1mm），再喂食又能重新生长。这种再生能力使得被切成碎片的涡虫仍然能长出一个完整的涡虫。

图1. 三涡虫的可逆生长

图2. 可逆生长聚合物网络的构建。（a）可逆生长交联聚合物网络的分子设计。生长过程：将种子(i)溶胀在单体和交联剂的混合溶液中，得到溶胀样品（ii）;溶胀样品发生聚合和链交换反应（iii），得到生长样品（iv）。逆生长过程：单体挥发使得样品收缩（v）,最终得到逆生长样品（vi）(b) 单体（D₄）和交联剂（triD₄），在酸催化条件下的单体-聚合物平衡反应。

图3.活性硅氧烷的生长。（a）活性和失活的硅氧烷样品的实验和理论时间-质量曲线。（b）活性硅氧烷在不同条件的实验和理论生长因子。生长因子＝Wgrown/Woriginal.（c）活性硅氧烷的再生能力。（d）生长材料的机械性能调控。

图4.活性硅氧烷的逆生长。（a）不同活性样品在空气中的时间-质量曲线。（b）“激活-失活”循环中的活性硅氧烷质量变化。（c）正方体活性硅氧烷在单次逆生长-生长过程中形状的演变。（d）不同状态样品的荧光强度分布。（e）均质和异质逆生长-生长示意图。（f）荧光标记活性硅氧烷和SiO₂/硅氧烷复合材料的纵向切面的荧光照片。

图5.生长和逆生长调控材料的结构。（a）荧光标记活性硅氧烷微柱的生长。（b）荧光标记样品在受限空间的生长。（c）不同状态样品的自修复性能。（d）活性SiO₂/硅氧烷复合膜的可逆图案化。（e）CB/硅氧烷活性复合材料在逆生长-生长过程中的形变。

  该研究工作以“Reversibly growing crosslinked polymers with programmable sizes and properties”为题发表在《Nature Communications》上。该论文通讯作者为哈佛大学Joanna Aizenberg教授和电子科技大学崔家喜教授，电子科技大学周小状博士以及上海科技大学郑宜君教授为该论文共同第一作者，电子科技大学基础与前沿研究院为第一单位。此外，特别感谢佐治亚理工Yuhang Hu教授对理论模型的构建。该论文获美国能源部（DE-SC000524）以及国家自然科学基金(51973023，52073175，52003035)与四川省科技厅（2021JDRC0014，2021JDRC0106）以及上海浦江人才项目（20PJ1411200）的共同资助。

  论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38768-z