取一公斤聚异氰化物聚合物。将其均匀撒在奥运游泳池中。轻轻加热。几分钟内，您的果冻就做好了。可供 2500 万人享用。
荷兰奈梅亨拉德堡大学的材料化学家艾伦·罗文正在描述他实验室开发的一种非凡聚合物的特性，该聚合物于今天在《自然》杂志上公布。他实际上并没有进行游泳池实验，但听起来他很想尝试一下。当涉及到形成凝胶时，他兴奋地说，他的聚合物“可能是世界上最好的——比其他任何东西好一个数量级”。
但它提供的不仅仅是破纪录的甜点量：芝加哥大学的生物物理学家玛格丽特·加德尔说，它是第一个可以匹配许多生物聚合物刚度的合成聚合物。她撰写了一篇新闻与评论文章来配合该出版物。“几乎所有的生物聚合物，如 DNA 或胶原蛋白，都具有一定的固有刚性，”她解释说；相比之下，合成聚合物往往非常松散。
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罗文的聚合物链具有螺旋骨架，侧面突出数千个短肽，每个短肽都带有由重复的碳和氧链组成的长尾巴。相邻肽中的氮和氢原子相互键合，赋予骨架刚性，而碳和氧尾巴很容易抓住水分子，使聚合物极易溶解。
该聚合物具有螺旋骨架（红色）和与相邻链连接的尾巴（蓝色）。
图片：Kouwer, P. H. J. 等，《自然》杂志
坚固的结构
一旦聚合物溶解，加热会导致尾巴挤走水分子并与相邻的聚合物链形成连接。当温度高于某个特定温度时，溶液会在几秒钟内转化为凝胶，因为链条会自组装成大约 10 纳米宽的束。与活细胞中的生物聚合物或绳索中的纤维一样，束状结构会使整个结构变硬。罗文说：“纳米尺度的机制与宏观尺度相同。”
研究人员已经知道成束对于加强生物聚合物非常重要。但是罗文的团队测量了单个链条和束状结构的刚度，并显示了两者的关系。“现在我们了解了原理，我们可以开始以更低的浓度制造凝胶，”罗文预测说。
该聚合物在加热时形成凝胶的能力相对不寻常：大多数凝胶的情况恰恰相反。例如，明胶溶液必须冷却才能形成果冻。罗文设想，将他聚合物的冷溶液倒在伤口上以保护组织，当温度升至体温时，会迅速形成凝胶屏障；当不再需要时，使用冰袋可以使其液化。研究人员现在正在对这一概念进行测试，“用我们放在 40 °C 烤箱中的猪腿，”罗文说。