研究人員創造了一種超強柔性材料，其工作原理非常類似鏈甲，他們稱之為”有史以來密度最高的機械鍵”。 這項突破已經證明了其改善防彈衣的能力。在化學世界中，讓聚合物（大分子長鏈）在其結構內部形成機械鍵已被證明極具挑戰性。 化學鍵涉及原子共享電子或原子間靜電力的作用，而機械鍵則不同，它涉及分子之間的物理穿透。

藝術家繪製的新型輕質超強鏈鎖狀材料中的機械鍵圖

然而現在，美國西北大學（NU）的一項突破性技術克服了這個難題。 西北大學的研究人員用X 形單體製成了二維薄片，而X 形單體是聚合物的組成部分。 (在化學中，二維物體是指由單層原子組成的物體）。 這些單體由含有四個擴展芳香基團的分子組成，這使它們呈現出X 形。

接下來，他們將這些薄片層疊成晶體結構，並透過引入一種名為二烷基二氯矽烷的化學物質，使所有X 的末端相互附著。 層數越多，更多的單體就會在晶格中擴散和連接，從而形成一系列環狀結構，所有這些環狀結構都穿在一起，形成一個超強的網，類似於鏈條中的金屬環。

研究人員說，這種新材料每平方公分就有100 兆個機械鍵，是迄今為止機械鍵密度最高的物質。

該研究的通訊作者、西北大學的威廉-迪希特爾說：”我們製造出了一種全新的聚合物結構。”它類似於防彈衣，不會輕易撕裂，因為每個機械鍵都有一定的滑動自由度。 如果你拉它，它可以在多個方向上分散外力。 如果你想把它撕開，你必須在很多很多不同的地方把它弄碎。 我們正在繼續探索它的特性，可能要研究好幾年。 “

在對這種材料進行實驗後，研究人員發現，與以往的機械黏合材料不同，這種材料可以大量生產。 在試驗中，他們生產了一公斤的這種材料，並相信可以生產更多的材料。

為了研究這種新材料的實用性，Dichtel 在杜克大學的合作者將其添加到一種名為Ultem 的材料中，這種材料非常堅固，類似於Kevlar，可以抵禦撞擊、腐蝕性化學物質和極端溫度。 杜克大學的研究團隊發現，只要在Ultem 中添加2.5% 的新材料，就能將其拉伸強度提高45% 。

“Dichtel 總結說：”我們還有很多分析工作要做，但我們可以看出，它提高了這些複合材料的強度。 “我們測量到的幾乎每一項性能都在某種程度上得到了改善”。 他說，這可能使這種新材料成為開發新型輕質裝甲或其他防彈織物的理想材料。

研究人員將他們發表在《科學》雜誌上的研究成果獻給弗雷澤-斯托達特爵士，他曾是西北大學的化學家，並因其開創性的機械鍵工作於2016年獲得諾貝爾化學獎。

Dichtel說：『但即使是這些方法，在聚合物等大分子中的應用也不夠實用。在我們目前的工作中，分子被牢牢固定在晶體中，這就為每個分子周圍形成機械鍵提供了模板。