图:(a)亲水和疏水单体的随机共聚。对于由23个重复单元组成的共聚物，给出了随机共聚产生的三种二元序列。(b)随机序列可以是非常不均匀的，并包含富亲水和富疏水的局部序列。当链在水中通过疏水相互作用结合时，由于曲率不稳定，长链会发生局部序列失配导致折叠。
聚合物是由被称为单体的小分子重复组成的大分子，在我们日常生活中使用的几乎所有东西中都能找到它。聚合物可以是天然的也可以是人工合成的。天然聚合物，也被称为生物聚合物，包括DNA、蛋白质以及丝绸、明胶和胶原蛋白等材料。合成聚合物可以合成许多不同种类的材料，包括塑料，用于制造从玩具到工业纤维电缆到刹车片的各种材料。
当聚合物通过聚合过程形成时，单体通过一条链连接起来。随着链的发展，聚合物的结构决定了其独特的物理和化学性质。研究人员一直在研究聚合物，它们是如何形成的，它们是如何构成的，以及它们是如何发展这些独特的特性的。通过了解这些信息，科学家们可以开发聚合物的新用途，并创造出可用于各种工业的新材料。
在5月4日发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的一篇论文中，研究人员描述了在两亲共聚物的水溶液中发现的一种新结构，这种结构被称为双层折叠层状中间相，它是通过随机的共聚物序列发现的。
韩国科学技术院(KAIST)化学系教授徐明根(音)表示:“新发现的中间相为分子的自组织提供了新的途径，是一项重要的发现。”“我们特别兴奋地发现了这种双层折叠的层状相，因为纯双层膜很难从热力学角度折叠。”
研究者认为这种中间相结构来自于共聚物内单体的排列顺序。不同的单体在组成共聚物的链上的排列方式是很重要的，并可能对共聚物的功能产生影响。许多共聚物是随机的，这意味着它们的结构取决于单体之间如何相互作用。在这种情况下，疏水单体之间的相互作用使共聚物链结合起来，从而将疏水区域与水隔开。随着结构变得越来越复杂，研究人员发现，一个可见的顺序发展，以便单体可以匹配正确的对。
徐教授表示:“虽然我们认为随机意味着无序，但在这里，我们证明了基于共聚物的集体行为，随机的共聚物序列可以自发产生周期性秩序。”“我们认为这来自于序列匹配问题:为长序列找到完美的互补对几乎是不可能的。”
这就是新发现的中间相的独特结构的来源。共聚物自发地折叠并形成被水隔开的多层结构。多层结构是指像板一样的折叠，折叠的层相互叠加在一起。由此产生的中间相是双折射的，即光线通过它折射，它类似于液晶，并且是粘弹性的，即它同时是粘弹性的。
展望未来，研究人员希望更多地了解这种新的中间相，并弄清楚如何控制结果。一旦对中间相及其形成方式有了更多的了解，随着对更多序列的研究，可能会发现新的中间相。“对我们来说，一个明显的问题是如何控制折叠频率和调整折叠高度，这是我们目前正在努力解决的问题。最终，我们想要了解不同的多序列如何与另一个多序列产生关联，从而创造秩序，并将其应用于开发新材料。”此次研究得到了国家研究财团、教育部、科学与信息通信技术(ICT)部的资助。