Barthelat则用大年夜众熟悉的科幻形象加以比方——类似片子《终结者2》中的液态金属机械人T-1000：可以在狭小空间中“液化”成流体状况穿过障碍，又能在另一着从新凝集为完全形态。“当然，这种技巧今朝成本很高，要实现大年夜范围应用仍有不小挑衅，但这是很多研究者都在存眷的偏向。”他说。
这一现象促使研究人员从新思虑材料设计路径：不消传统的整块固体或化学键合，而是从几何外形出发，用大年夜量可互相“勾连”的小颗粒，经由过程物理纠缠构建整体构造，同时又能在须要时快速解体。“我们已经在构型和几何上玩了很多年，但直到比来才开端卖力研究互锁、纠缠颗粒，”该项目负责人、先辈材料与生物启发实验室负责人Francois Barthelat传授表示，“这种体系能展示出一组异常独特的机能组合，我们信赖它在工程上有很大年夜的想象空间。”
Barthelat团队认为，关键在于粒子的几何外形。“以沙子为例，沙粒外面滑腻、整体呈凸形，颗粒之间几乎无法产生真正的互锁，”博士生孙裕汉（Youhan Sohn）解释说，“但假如我们改变‘一粒沙’的外形，其宏不雅行动和力学机能会产生激烈变更，包含与其他颗粒纠缠、互锁的才能。”
在意识到外形这一关键身分后，研究人员应用蒙特卡洛模仿这一计算办法，猜测不合外形颗粒之间的互相感化，并寻找可以产生最高纠缠度的几何设计。随后，他们经由过程一系列“抓取测试”（pickup tests）来验证模仿成果，不雅察这些新设计的颗粒在实际装配、提起和振动中的表示。
实验最终给出一个出乎料想却极其简洁的谜底：类似订书钉的“两腿”颗粒表示出最强的互锁偏向。用这种外形的大年夜量颗粒聚积后，体系既能慎密纠缠形成整体，又能在必定前提下松脱分散。
这一设计带来几项重要机能优势，个中之一是罕有的“高强度与高韧性并存”。在传统资估中，高强度往往伴跟着脆性增长，而高韧性经常意味着强度降低；而这种由“订书钉颗粒”构成的纠缠颗粒材料，却在拉伸强度和韧性两方面同时表示出色。博士生Saeed Pezeshki指出：“我们的纠缠颗粒材料应用这种订书钉式粒子，在保持高强度的同时展示出了优良韧性。”
另一大年夜优势在于体系的可快速组装与可逆拆解。研究团队经由过程改变施加在颗粒堆上的振动模式来精细调控颗粒之间的互锁程度：轻柔、低强度的振动有利于颗粒迟缓“钻入”彼此之间的裂缝、形成更慎密的纠缠，使整体强度进步；而较强烈的振动则会打乱原有接触状况，使构造解体，颗粒从新变成可自由流动的散粒状况。
这项揭橥于《应用物理学杂志》的研究将这种现象称为“纠缠”（entanglement）——粒子彼此环绕纠缠、形成构造连接的过程。类似的道理在天然界并不陌生：鸟巢依附枝条和纤维交错获得强度，骨骼则依附刚性矿物与柔嫩蛋白质之间的耦合来实现力学机能的均衡。工程上的难题在于：若何故可控方法在人工资估中重现这种“互锁”的后果。
“这是一种异常独特的材料，它显然不是液体，但也不克不及简单归类为固体。”Barthelat说，“这为工程设计打开了一扇新门。真正用手去操控如许一团纠缠颗粒时，会有一种既陌生又超实际的感到。”
在潜在应用偏向中，可持续建筑是一个重要场景。研究团队假想，将来的建筑和桥梁可以部分采取这种纠缠颗粒材料作为构造或填充单位：在服役期内，它们具备优胜的承载才能；而当扶植义务完成或构造寿命终止时，又可以整体拆解，实现构件或颗粒的反复应用与轮回。
机械人技巧则是另一条可能路径。Pezeshki泄漏，他与其他学生评论辩论时认为，这种材料概念可以延长至“群体机械人”（swarm robotics）：大年夜量小型机械人经由过程外形和机构设计实现互相纠缠，在履行义务时组合成更大年夜、更复杂的构造；义务停止后再彼此解缠，各自分散开来履行新的指令。
今朝，团队仍在持续优化这一材料体系，测验测验更复杂的颗粒设计，例如增长额外凸起的“腿”或“钩子”，让颗粒有点类似衣物上常见的带刺蒺藜。这类多突脚构造有望进一步加强纠缠后果，进步整体构造的稳定性和可调性。
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