科学家打出“最紧的结”

从人们衣服上的织物到城市里的摩天大楼，结缠绕着无数的东西。最近，研究人员说他们已经成功地在分子尺度上制造了八个交叉纽结，这是迄今为止最复杂和最牢固的人工分子结，并且有望在未来用于开发新一代材料。

近几十年来，科学家利用一系列化学反应将试管中的微小分子链结合在一起。结不仅仅是将多种形式结合在一起。虽然已知有60亿种基本结型，但科学家们只“击中”了三种。第一个是1989年英国曼彻斯特大学的大卫·a·利在2011年报道的三叶形三环结，另一个是八个字符的结，另一个是五叶五叶结。现在利和他的同事描述了第四种形式:819节。

尽管结过去只由两条线交织而成，但研究人员使用五步化学反应将三根“绳子”编织在一起。他们使用一种叫做“自组装”的技术，用分子链作为“绳索”，在金属离子周围编织八个交叉的纽结。每个分子链的末端通过化学催化剂连接在一起，形成一个完全闭合的纽结。这个8交叉的纽结包含192个原子，宽20纳米，比一根细丝还要细。相关论文发表在《科学》杂志上。

这个结果被认为是一个“科学里程碑”。突破不同类型的分子扭结意味着科学家可以进一步探索这些结构如何影响材料的强度和弹性，从而开发出更轻、更强、更有弹性的新材料，可以应用于从手术缝合线到防弹背心的许多领域。