对于合成聚合物的绝大部分讲来，是以单一的长链形式。经过多年的探索之后，聚合物科学家们开始把注意力转向更加复杂的拓扑学上。树突聚合物，或称作枝晶聚合物（dendrimers），是近些年来业已引起巨大轰动的一类新型物质。从形式上看，枝晶聚合物是几条链从一个核心分子中生长的结果，、由于链越来越长，并且分支经常有规律地从其核心向外延展，所以不断增大的体积，被越来越多的生长链充满。理论上讲，所有链的生长相等，最终产物是一种具有许多表面末端的密集的分子球。科内尔大学的霍克（Hawker）和弗雷歇（Frechet），发明了一项合成枝晶聚合物的新技术，不仅可使枝晶聚合物更容易被合成，更加避免缺陷，而且可在一种枝晶聚合物内，实现对共聚物的块进行装配。

人们对枝晶聚合物感兴趣的原因之一，在于它的建筑形式，完全不同于传统的按直线逐步增的聚合物。传统方法的一个理想分子，是由一条仅有两个末端基的直线构成。如果这种聚合物具有基本的分子重量的话，那么其端基和功能基团通常并不重要。在溶液内，直链通常是以易揉曲的松弛的随机卷曲的形式存在。相反，枝晶聚合物具有许多短链，分枝度很高，而且具有众多的端基（典型的上百个）；在溶液内，它形成一种紧密堆积的球。其表面的端基，是枝晶聚合物的主要特征。

1986年，Tomalia和其同事，最早介绍了枝晶聚合物。他们利用了一种分支合成措施：由一个核心分子开始，然后向外扩展。从那以后，这一基本思想得到了广泛的研究和利用。核心分子具有4个功能基团。这一核心分子和每一个具有2个功能基团的4个单体分子进行反应，进一步吸附单体分子，这便产生了第一代枝晶聚合物。然后，这一过程反复进行几代。

实际上，连接过程要比这更加复杂，而且必须利用“阻断基团”，控制每一阶段上的基团反应。伴随一系列的实际步骤，在下一次循环开始以前所完成的反应循环，产生每一代的枝晶聚合物。加入的单体分子的总数目很快变得很大：经5代以后，枝晶聚合物包含一百多个单体单元，这对许多线性聚合物链来讲，将是一个了不起的数字。利用这种分支合成措施，有可能制备到分子量Mn高达700000，每个分子具有3000个以上端基的10代枝晶聚合物。但是有着意外故障。例如由一代向另一代的转化，不可能完全彻底，而且也难以确定情况是否如此，如果反应不完全的话，那么分离所形成的枝晶聚合物的混合物，实际是办不到的。

与此不同的是，霍克和弗雷歇，利用了一种会聚措施合成枝晶聚合物。合成的起点，最后成为枝晶聚合物的周围，过程是由外向内进行。连续的反应循环，（在这里也必要阻断基团），形成顶尖上带有反应基团的一种“楔”。合成的最后一步，是把几个“楔”吸附在一起，利用其顶尖上的功能基团，形成一种多功能的核心分子。

这种新的合成措施有几个优点，不单是在每一步中的纯化情况下。因为每一步都关系到加入两个大的单位到一个较小的双功能单位中。要求的产物所具有的分子量，与由其构建的那些单位非常不同；这样一来，就相对容易纯化和分离所要求的产物；同时，也容易利用光谱学，监测每一阶段上的反应效率。

会聚措施的有用例证，是“片-块”枝晶共聚物的合成。是用结合不同楔到一个相同核心分子中的办法实现的。很清楚，在化学上，要求新方法必须对在每一阶段上所加入的“楔”数进行控制，可是，这不难办到。利用这一措施，霍克和弗雷谢业已合成了一种分子量为5364的“片-块”枝晶聚合物，具有一个醚连接的片段和2个酯连接的片段。

可把共聚物制造在同心球内，而不是毗连片段。霍克和弗雷谢的例子，就是一种“层-块”枝晶共聚物的合成。具有的分子量Mn是10242，内两层是酯连系的，外三层是醚连系的。在这种“层-块”枝晶聚合物内，每一块的链长可以非常小，但层是一个完整的外壳。在传统的直链聚合物内，块的长度是大的，但其无“宽度”。

人们对枝晶聚合物的兴趣将会继续加浓，因为它的结构可控程度，要比线性聚合物大许多；尤其引人注目的特点，是在共聚物内单体顺序的控制和分子重量的控制方面。

枝晶聚合物可干什么用呢？一种可能用途，是在药物的生产系统。这些可以是具有构成聚合物的水溶性表面基团的“层-块”枝晶聚会物。酯键使其可以生物降解；其内层是由适当量的药物组成，以致在聚合物降解时，供应的药物得到均匀地输送。

“片-块”枝晶聚合物，可在酶反应研究中发挥作用。胶粒是由两性分子以松散的球状排列构成的；其内部是亲脂基团，外部是亲水基团。将来，以这种方法制备的枝晶聚合物，小的分子可以蔓延进片段之间的裂缝内。比起胶粒来，该系统的组织性将会更高，识别能力会更强，持久性也会增大。

通过枝晶聚合物的集中，然后通过表面功能基团的交联，可以得到新型物质。如果一种枝晶聚合物因弯曲度丧失而失去新颖性的话，那么，其他拓扑学结构上具有吸引力的聚合物是大量的。对其他型聚合物的兴趣在不断增加。例如rotaxanes（结扎成一种大环状化合物。像是一颗珠子系在聚合物链上）和连环物（连结2个环状化合物在一块，好似一条真链）。聚合物科学也像枝晶聚合物自身那样，在各个方面上，都在沿着新的方向健康发展。

[Nature，1993年3月4日］