高分子囊泡是具有独特空腔-膜层-冠层结构的纳米材料，但许多传统囊泡的均相膜完全疏水，导致其在生理条件下因通透性能不佳而不易进行物质传输，极大地限制了其在生物医学领域的研究和应用，因此如何构建囊泡膜的结构与功能是非常重要的科学问题。本项目提出了非均相膜高分子囊泡概念，进而构筑了具有癌症诊疗功能的囊泡，取得了一系列原创性成果，赋予了囊泡多种新功能，丰富了大分子自组装基础理论，革新了生物医用材料的设计思路。重要科学发现有：1.提出并完善了高分子囊泡非均相膜新概念。揭示了均聚物囊泡与传统嵌段共聚物囊泡截然不同的非均相膜结构；创立了利用透射电镜准确测量囊泡膜厚的新方法；提出了分子内和分子间氢键、端基、电荷控制均聚物形成非均相膜囊泡的自组装机理，提出了“人工核膜”囊泡的设计原理，为构建一系列功能性高分子囊泡奠定了理论基础。2. 开创性地提出了反应性嵌段共聚物原位溶胶-凝胶化制备有机/无机杂化囊泡的新策略。针对硅氧烷类反应性单体在聚合过程中易交联、不易可控聚合的科学问题，揭示了其可控聚合的规律，开拓了以此类反应性聚合物构建有机/无机杂化囊泡的新领域。该系列工作开创了精确可控地制备非均相膜结构的有机/无机杂化纳米材料的新思路。3. 以非均相膜概念为指导，构建了一系列癌症诊疗高分子囊泡。针对癌症诊疗中的高灵敏检测、高效药物递送和高效治疗三个重要科学问题，依据非均相膜概念分别设计了诊疗一体囊泡、超声/pH响应囊泡、肿瘤干细胞靶向囊泡，将核磁共振成像造影效果提高一个数量级，大幅提高了肿瘤细胞杀伤效果，为癌症诊疗开拓了新途径。 8篇代表作 SCI他引995次，最高单篇他引315次。迄今以第一或通讯作者发表SCI论文244篇，包括1篇Nature, 5篇JACS, 2篇Angew. Chem., 1篇Adv. Mater.、Nat. Commun.、 Chem. Sci.、Nano Lett.，2篇ACS Nano, 36篇Macromolecules，3篇ESI热点论文和10篇ESI高被引论文。应邀在Chem. Soc. Rev.等权威期刊发表综述及展望7篇。获10项授权中国发明专利。8篇代表作被中、美、英、德、加、澳等国15位院士、20多位JACS、ACS Nano等著名期刊副主编正面评价。德国科学与工程院Müllen院士认同了非均相膜机理，澳大利亚科学院Caruso院士评论超声响应囊泡为“下一代载体”，法国国家科学研究中心Lutz主任评价合成策略非常便捷，荷兰乌得勒支大学van Nostrum教授称赞：“杜等做了开创性研究(Pioneering work was carried out by Du et al.)”。杜建忠当选英国皇家化学会会士、Biomacromolecules顾问编委、中国化学会高分子学科委员会委员。陈永明获国家杰出青年基金并任Polymer副主编。