隨著科學的發展，許多新的理論不斷被提出，要想讓這些理論落地，轉變為能夠推動人類社會發展的新技術，就需要研發出新的材料。對於我國來說更是這樣，像高階航空發動機、光刻機這些技術之所以“卡脖子”，就是因為我國的材料學科長期落後於西方發達國家。可以說，材料科學的進步，就是一個國家科技實力的體現。
不久前，麻省理工學院的華人科學家實現了新的突破，利用三聚氰胺和均苯甲醯氯成功製造出一種新型高強度材料，這項成就被髮表在國際頂級雜誌nature上。
三聚氰胺中國人相信不會陌生，震驚中外的“三鹿奶粉”事件，罪魁禍首就是不法商家往奶粉中新增的三聚氰胺。雖說三聚氰胺對人來說是一種劇毒物質，但是由於這種物質含氮量非常高，在科學家手中具有很高的利用價值。
此次麻省理工學院的科學家，就是在特定的條件下，利用三聚氰胺和均苯甲醯氯之間的氫鍵，合成單體後讓單體在二維平面上逐漸生長最終形成圓盤，相互堆疊形成非常牢固的2DPA-1二維聚合物。
聚醯胺材料其實並不是什麼新鮮材料，家庭中常見的尼龍就是一種聚醯胺材料。一般來說，聚醯胺材料大多都是一維的，說白了在微觀層面這些材料都是由一條一條長鏈組成的，而這些長鏈則是由一個一個的單體依靠化學鍵頭尾相連形成的，長鏈之間的聯絡並不緊密，所以表現出來的強度並不高。但是此次科學家利用三聚氰胺合成的新型聚醯胺材料，在微觀結構上就和普通的聚醯胺材料不同，一維的材料就像是一條一條的鏈子，二維材料更像是一張大網，在這張網上，每一個單體分子在兩個方向上都和其他單體有強化學鍵連線，這樣一來，強度必然要比一維的尼龍強出不少。
不僅僅是強度遠超普通的尼龍材料，這種2DPA-1材料的強度甚至比普通的高強度材料還要大，比如它的彈性模量是普通防彈玻璃的四倍以上，打破相同大小的這種材料和鋼材，需要的力是打破鋼材的兩倍；而且在相同體積條件下，這種材料的重量只有鋼材的六分之一；在保證了強度的同時，降低了材料的密度。這就意味著這種材料具有非常廣泛的應用場景，如果真正走向應用，或將給許多行業帶來革命性的變化。
前面說，這種材料的彈性模量是普通防彈玻璃的四倍，和目前製造防彈衣的主流材料凱夫拉縴維強度相當，而這種材料的質量非常輕，這樣一來就有希望被製成防彈裝備。應用在航空航天中，能夠降低航天器的質量，降低發射過程的成本。
既然這種材料效能這麼好，製造的原理看起來也並不難，為什麼合成這種2DPA-1材料還被當成一項重大技術突破呢？
相對於簡潔的一維材料，二維聚合分子的合成過程非常複雜。要想保持所有單體始終保持在同一個平面上非常困難，只有有任何一個單體的生長到了錯誤的方向，就會導致整個聚合物的合成失敗。
為了解決這個問題，有些研究人員使用可逆反應，雖然也能形成二維聚合物，但是這些合成出來的材料分子結構並不穩定，可逆反應也不能完全利用原材料，造成原材料的浪費。所以如何突破可逆反應的限制，成功合成二維聚合物材料就成了最大的難點。
為了突破技術瓶頸，科學家嘗試了許多材料，最終選擇了苯甲醯氯和三聚氰胺來合成單體。這兩種物質的分子結構中都存在三個120°的分叉，正是這些分叉的存在，讓聚合物呈現出了類似於石墨烯的正六邊形結構。正是這樣特殊的結構，才讓整個合成過程在不依賴可逆反應的情況下順利進行。在合成了單層的材料以後，層與層之間的聯絡需要依賴氫鍵，這是一種強度比較大的化學鍵，在保證物質具有一定的強度的同時還能夠隔絕水和空氣。
而且，合成這種材料不需要複雜的化學反應，在簡單的溶液中就能夠自發地形成，這就意味著很適合用來做塗層，在裝置表面抹上一層溶液就能形成一層，對裝置本身起到很好的保護作用。
雖然這項成果是在麻省理工學院造成的，但是第一完成人Yuwen Zeng卻是一名中國博士。這項研究就是他在麻省理工做博士後研究的時候發表的。
事實上，中國科學家在材料科學領域成果斐然，在一份有關全球前100名材料科學家的統計名單中，就有15位是中國面孔，前六名全部都是華人。
可以說，目前在材料科學領域，中國科學家已經能夠媲美西方發達國家。但是可惜的是，這些來自中國的頂尖科學家，在學成以後大多留在了歐美，回國的並不多。正如前面說的15位頂尖華人科學家，其中13位都是在國外工作，假如他們都在國內工作，那我國的材料科學水平必將達到新的高度。
