碳化聚合物点是一类兼具聚合物和碳材料特点的纳米颗粒，在生物医药、催化、储能等领域具有应用潜力。这类材料通常可以通过在水中加热原料的方式制备，但其形成过程并不简单：颗粒生长需要经历脱水缩合等反应，而大量水的存在又可能使这些反应难以持续进行。原料究竟如何在富水环境中逐步形成纳米颗粒，是实现尺寸和结构可控合成亟待回答的问题。

针对上述问题，杨柏教授团队提出了“疏水微相分离促进缩聚与碳化”的形成机制。研究表明，原料经过初步缩聚和碳化，会产生部分不易与水相互作用的疏水结构。这些结构逐渐向聚合物簇内部聚集，使形成的碳化聚合物点呈现“内层相对疏水、外层相对亲水”的特点。内部的疏水微区可能减少水与部分反应位点的接触，减弱水介导的逆反应，从而促进聚合物进一步缩聚、交联和碳化，推动纳米颗粒持续生长。

图1 疏水微相分离诱导碳化聚合物点形成和生长的示意图

研究团队综合运用核磁共振、色谱和电子显微镜等技术，并结合唐敖庆先生的高分子反应统计理论和反应过程追踪，从颗粒结构、产物组成及生长行为等方面为这一机制提供了证据。在这一理论的指导下，通过调整原料中疏水链段的含量和聚合物的交联程度，实现了对碳化聚合物点尺寸及其在产物中相对比例的系统调控。这项研究不仅有助于理解碳化聚合物点在水中形成和生长的原因，也为根据应用需求设计和制备碳纳米材料提供了新思路。

图2碳化聚合物点制备过程中的整体反应路径

该研究成果以“Hydrophobic Microphase Separation-Driven Polycondensation and Carbonization for the Formation of Carbonized Polymer Dots”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上（Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e7521352）。海角社区 博士研究生韩笑、博士后夏春雷为共同第一作者，海角社区 杨柏教授、陶淞源助理教授为通讯作者。