科學家們發現了一種制造微小互鎖鏈的方法（右，化學式在左邊），每一個環都只有一個納米級。
數十年來，科學家們一直試圖建立一個真正的分子鏈：一系列重復的小環互相連接在一起。11月30日的《科學》在線雜志上，芝加哥大學的研究人員首次提出制造這樣的分子鏈的方法。
被描述為“鏈接”的許多分子與固定的共價鍵連接，而不是兩個自由移動的互鎖環。當涉及到鏈條的移動時，這種區別就產生了很大的影響。
該論文的通訊作者，UChicago分子工程研究所教授Stuart Rowan說：“試想，把一個銀鏈懸掛在你的手掌上：它容易折疊起來，也容易從你的手中落下，與一串固定的珠子非常不同。”
研究人員說，較長的互鎖鏈可以使材料或機器具有吸引人的特性。聚合物材料由重復的單元組成，在日常生活中非常有用，包含了從塑料到蛋白質；而這種重復結合單元的新方法可能會在工程領域開辟新的途徑。
論文第一作者UChicago博士后研究員吳穹說：“金屬桿是剛性的，但由相同材料制成的金屬鏈非常靈活，通過保持相同的化學成分而不改變結構，你可以極大地改變材料的行為。”
以前的技術——包括在2016年獲得諾貝爾化學獎的發明者——最多只能連接七個環。新方法不是將兩個或三個環路組合成一個更大的鏈路，而是將許多閉環和開環組合在一起。他們通過添加金屬離子，使分子鏈與分子環保持套在一起，之后進行關環反應，最后去除金屬離子，得到一系列長達二十多個環的互鎖長鏈。
由于它們非常小，每個環的直徑大約是納米級，而只有不到一百個原子，所以團隊花了很多時間證明鏈條可以自由旋轉。實驗和計算技術的結合使研究人員相信他們是正確的。
理論上，這樣的鏈條應該能很好地吸收能量，這是對抑制聲音或吸收振動比較有用的特性。它會用更少的能量來折疊成更小的結構，因為移動環的能量比操作共價鍵要少。甚至有可能通過一種刺激手段來建立這種鏈條，像手風琴一樣擴大和縮小，并且擁有小機器的能力。
合著者研究生Phil Rauscher說：“這真的是一種新型的聚合物結構，它具有所有聚合物的優勢，比如強大的功能和調節能力，以及在很小的范圍內協調和設計它們的運動的能力。”
“我們非常興奮地探索它們的性質，現在我們知道如何制備們。”Rowan如是說。
論文鏈接：http://science.sciencemag.org/content/early/2017/11/29/science.aap7675
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