回想起四年前读博期间那段没有实验成果的“静默期”，王澍感到出乎意料的平静。他从不怀疑自己，清楚地知道自己具备这方面的能力。

虽然他1994年出生，但眉宇间仍透露出一股少年气息。作为麻省理工学院机械工程系的博士后，他最近以第一作者身份在《Science》上发表了一篇最新研究成果，解开了关于共价聚合物网络的一个“反直觉”谜团：尽管使用了更脆弱的交联剂，却能形成更坚固的高分子材料。

论文截图

这是一个弱分子合成强材料的反常现象。虽然科学界已经开始运用这种反常规律，但在分子层面上仍缺乏明确的机理。通过这项具有颠覆性的交叉研究，王澍巧妙地填补了这一空白。

王澍 受访者供图（下同）

从“八爪鱼”到“面条”

这种“共价聚合物网络”是构成材料基础的分子支架，对于材料的性能至关重要。我们日常接触的许多物品，如轮胎、橡皮筋和隐形眼镜，都是由共价聚合物网络构成的。

然而，当这些材料承受过大的负荷时，就会发生断裂，甚至崩溃。因此，解决高分子网络的断裂问题一直受到广泛关注，包括化学家在内。

“原因很好理解。例如，当轮胎上出现裂痕时，这道裂痕需要在高分子网络中不断扩展，这就需要打断和破坏其中许多化学键。而打破化学键实质上就是一种化学反应。”王澍解释道。

化学家介入断裂研究的逻辑听起来似乎很朴素。事实上，从上世纪五六十年代开始，科学家们就开始关注高分子网络的断裂问题。然而，其中大多数人是机械工程师，他们并不了解如何合成材料，只能针对现有材料的韧性进行测试，并从宏观层面上进行断裂研究。

而化学家们的野心显然远不止于此。

2021年，具备化学背景的王澍曾在化学顶级期刊《JACS》上发表过一项关于断裂的研究。在这项研究中，他和团队将聚合物网络中常见且最稳定的末端交联剂——碳碳单键替换为其他两种更容易断裂的交联剂，并发现材料在宏观上的韧性下降。

“我们清楚地回答了一个问题，那就是：一个高分子链的化学反应如何影响高分子网络在宏观上的抗撕能力和韧性。”王澍说道。

王澍2021年发表于JACS的成果

研究成果发表后，王澍迅速着手下一步的研究计划。

他注意到高分子网格内部的分子链有两种不同的连接方式。一种是类似八爪鱼的连接方式，只在末端进行连接，被称为“末端连接”。另一种是像面条一样粘稠，从高分子链的中间部分进行交联，被称为“侧链交联”。而后者在工业界和高度专业化领域中得到广泛应用。

根据之前的研究，王澍认为，如果将“面条”结构中的侧链交联剂替换为更容易断裂的其他交联剂，那么得到的高分子材料应该会变得更脆弱、韧性更差。

然而，实验结果却截然相反。他们引入了一种基于环丁烷的机械交联剂，只需很小的力量就能在极短时间内（毫秒级）发生断裂，而普通的碳氢化合物交联剂则需要更大的力量才能断裂。

当他们用环丁烷机械交联剂替换掉之前的交联剂后，实验结果显示弹性体的撕裂能量增强了9倍，变得非常结实。

当施加力时，改性聚丙烯酸酯弹性体（左）比以传统方式制成的相同材料（右）需要更长的撕裂时间

王澍和团队对这个现象进行了深入研究，最终揭示了其中的奥秘。原来，更弱的交联剂之所以能导致更强的高分子材料，是因为它们“弃车保帅”。

他们观察到，当一道裂痕从材料表面扩展时，会产生一种对抗力开始冲击内部的高分子网络，就像敌军入侵一样。在替换交联剂之前，网络中所有链条和交联剂的韧度都是一样的，敌军发现无从下手，只能正面硬碰，很容易将主链冲断。

但一旦使用了更弱的环丁烷机械交联剂，情况就不同了。敌军发现交联剂更容易断裂，便开始集中火力攻击交联剂，经过一系列曲折操作后，力量被分散了。同时，桥接主链的有效长度变长，因此能够在断裂之前储存更多的能量。

王澍表示：“这个研究的出发点非常简单，但能够清楚地解释问题，找到一个合适的体系和方法，得出有力的结论，这正是我们研究的特别之处。”

“反过来做”

这项突破性的研究成果让王澍备受关注。为什么会是王澍取得这样的成就呢？究其原因，要从他与众不同的思维方式说起。

2013年，当时在深圳参加高考的王澍成绩并不太靠前。在考虑选择大学的时候，他只剩下两个选项：老牌名校中山大学和新兴的南方科技大学。

王澍笑着说：“中山大学的同学一直都是我的同龄人，高中时是这些人，大学时也会是这些人，所以我觉得还是算了。”于是，他选择了南方科技大学作为自己的母校。

南方科技大学给予了他与众不同的学习经历。由于学校规模较小，教师队伍相对年轻，王澍经常与教授进行交流，并很早就进入实验室进行研究。

他回忆道：“当时学校没有博士点，所以除了研究员，实验室里就只剩下本科生了。我自然而然地有了很多进行科研的机会。”王澍在做实验中遇到了许多奇怪的现象，激发了他对科学问题的好奇心。他内心产生了强烈的愿望，要一一解答那些让他疑惑的问题。

大三选专业时，王澍选择了光化学方向。在查阅文献时，他发现了一个比较新颖的领域——力化学。他回忆道：“我发现有人能够通过施加力将分子拉开，而不是使用光线。这个领域对我来说非常有意思。”

王澍在南科大

于是，王澍开始关注力化学这个领域。当他决定出国留学时，他第一个想到的就是在文献中见过的杜克大学力化学专家Stephen L. Craig，于是他申请成为Craig的研究生，并获得了对方的欣然接受。这样，王澍成功踏上了研究力化学这一交叉学科

土壤有了，但王澍的种子却没能顺利生长。准确来说，整整四年都没有看到任何结果的出现。然而，他并没有感到焦虑，而是展现出了难得的坚强心脏。

力化学是一门交叉学科，需要深厚的跨学科知识储备，设计实验的难度非常高。面对可能遭遇的困难，王澍早有心理准备。

他的导师克雷格在研究上采取了与众不同的方式。他认为，如果每个人都在做那些显而易见的事情，那么这个领域就会越来越狭窄。因此，他鼓励刚刚开始的王澍"走反向路线"。

如果力量可以影响化学反应，正常情况下，化学反应也应该会对材料的机械性质产生不同的影响，比如使其更容易断裂或者更难断裂，从而导致材料整体具有一定的撕裂抗性变化。

在导师的指导下，王澍开始思考具体的问题。这是一个极其艰辛的过程。选择一个未经开发的"蓝海"意味着孤独和挑战。

"你需要做很多事情，从小分子一直做到整个材料，涉及到很大的数量级。对于任何一个从事化学研究的人来说，这都是极具挑战性的工作。"王澍说道。

幸运的是，他并不是一个胆怯面对挑战的人。在攻读博士学位前的四年时间里，王澍甚至还没有弄清楚如何去设计实验，"当时我只是在设计一些反应性不同的化学键"。但他从未对此感到焦虑。相反，他以一种平和的心态努力积累跨学科知识。这个过程就像是一段"沉潜"，最终为王澍带来了两个亮点。

心态起到了至关重要的作用。如果想要尝试别人没有尝试过的新事物，就需要有一颗与之匹配的坚定心脏。实验结果迟迟未能出现的那段时间，并没有动摇王澍的信心和耐心。

"我不会怀疑自己的能力，我清楚自己的优势。即使实验结果是负面的，我通常也不会将其归咎于自己的能力不足，因为我对自己所做实验的质量非常有信心。如果结果是负面的，那么这个实验现象可能本就如此。"王澍淡然地说道。

王澍和导师，左为Rubinstein，右为Craig

简洁是做科研的利刃

王澍对于研究的决心十分坚定，他对自己感到好奇的事物充满了执着。

在读博士初期，王澍的导师Craig组织了一项大型的交叉研究项目。该项目邀请到了来自杜克大学、麻省理工学院和西北大学的五位教授，共同聚焦于解决一些存在于交叉领域中的化学难题。

然而，团队组建之后面临的一个问题是如何进行跨学科的交流。于是，Craig选择了他的四位学生作为跨专业的“桥梁”，其中包括了王澍，而他们将分别被指派到其他教授的团队中。

其中，Rubinstein教授是王澍即将加入的团队的负责人。作为同校的教授，Rubinstein主攻高分子物理，并且擅长理论模型的构建。这无疑是一个极具挑战性的方向。此外，Rubinstein的性格比较直率，说话没有保留，喜欢深入研究并与他人进行辩论。许多人都认为他是个“强硬”的导师。

然而，Craig认为王澍是一个非常有决心的学生，完全有能力应对Rubinstein那里的挑战。果然，王澍的学习速度很快，并且在与Rubinstein的辩论中获得了许多灵感。

他经常从根本问题出发，质疑你提出的方案，比如你设计了一个实验并告诉他你要这么做，他会反复询问为什么要这么做，这么做能够得出什么结果？这一来回的过程反而促使我去思考，如何才能得出一个有力的结论。

Rubinstein和王澍之间的交流方式就像苏格拉底的助产术一样。尽管看起来很困难，需要不断地质疑和挑战，但最终能够引导王澍将那些不相关的细节剔除，从而得到一个既干净又高效的方案，并得出最清晰有力的答案。

王澍与几位合作教授，左为Rubinstein

王澍一直追求的是如何建立一个干净的体系来进行实验，并得出更有力的结论。他强调说：“如果体系很混乱和复杂，其中就会存在许多无法控制的因素。”他在之前的两项研究成果中都成功避免了这种情况。“通过建立一个静态的、可以被很好地表征的体系，我们能够得出清晰的结果。”

在面对复杂的问题时，用更简洁的思维方式反而能够获得更清晰的认知。这种思维方式不仅适用于研究，王澍一直都有这样的性格特点，他能做出果断的选择，专注于实现目标，并清楚自己想要什么以及应该怎么做。

去年，王澍取得了博士学位后，他加入了麻省理工学院机械工程系进行博士后研究。他的目标非常明确，即积累更多机械工程方面的理论知识和实践经验，并将他已经涉足的交叉领域进一步发展。

他解释说：“如果一直只停留在基础研究上，最终可能会与实际脱节，不能满足现实需求。所以我想要学习一些应用知识，了解他们真正关心的问题是什么。”

除此之外，王澍还希望从中获得更多新颖的思维方式和观点。就像以前从化学角度思考工程问题一样，他期待未来能够有更多大胆的想法和令人惊奇的发现。

王澍在丹佛爬山

在工作之余，王澍喜欢徒步旅行，通过缓慢的步调来探索新奇和未知。当被问及如何才能在交叉研究中取得好的成果时，他脸上露出一丝羞涩。

他停顿了一下，然后说道：“可能需要有强烈的好奇心。”接着他补充到：“这听起来可能有点废话，但是做科研确实需要强烈的好奇心，这是肯定的。”