近日，曼彻斯特大学的科学家制备出迄今为止最紧密的结状物理结构。利用该成果有望创造出全新一代的先进材料。该研究成果已于2017年1月13日以“编织一个有8个交叉的分子结”为题在《科学》杂志上发表。

在曼彻斯特大学化学学院教授David Leigh的带领下，研究团队的研究人员开发出一种让多条分子链交织在一起的新方法。利用该方法制备出的分子结状结构达到了前所未有的紧密度和复杂程度。这个分子结由含有192个原子的长约20纳米的分子链经8次交叉所形成的闭合分子环构成。

Leigh教授对研究中所采用的工艺做了如下解释：“我们是利用一种被称之为自组装的技术来对分子进行打结的。利用该技术可使聚合物分子链在金属离子周围穿插交织在一起，并如针织一般在合适的位置形成交联，最后再利用化学催化剂使分子链的末端融合在一起形成一个闭合分子环，从而得到紧密的分子结。有8个交叉的分子结是目前为止科学家们能够编织出来的最为复杂的结状分子结构。”

如果能够制备出各种不同类型的分子结意味着科学家可以知道结状结构是如何影响材料的强度和弹性的，进而他们可以用聚合物分子编织出新型的材料。

David Leigh说：“打结的过程与编织非常相似，因此分子打结技术也可以应用于分子链的编织。有些聚合物，比如蜘蛛丝，具有两倍于钢铁的强度，将类似蜘蛛丝这样的聚合物分子链编织在一起可以制造出新一代的轻质量、超高强度的柔性材料。例如，现在的防弹背心和防弹衣大多是用凯芙拉制成的，这种材料是由对齐的具有平行结构的刚性分子构成的，因此穿着舒适度有限。相比之下，采用聚合物分子链编织技术，有望制造出像我们日常穿着的用线编织的衣物一样的既结实耐用又轻柔舒适的防弹材料。”

Leigh教授和他的团队很高兴他们能够获得如此具有里程碑意义的科学成就。

文章链接：

Jonathan J. Danon, et al, "Braiding a molecular knot with eight crossings,"Science  13 Jan 2017: Vol. 355, Issue 6321, pp. 159-162, DOI: 10.1126/science.aal1619

（来源：国防科技信息网，作者：李铁成 工信部电子科技情报所）

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