由彩色水凝胶块组成的新型魔方或能启发信息存储和检测的新方法，甚至可能帮助患者监测自身健康状况。
这个魔方外观和运作方式都像普通魔方，包含可旋转的独立行和列；转动它们会改变魔方六个面上的颜色图案。
但与魔方坚硬的塑料不同，这种新结构由自愈水凝胶制成。这是一种柔软的聚合物材料，能够吸收大量水分，并在旧化学键断裂时形成新的化学键。
如同实体二维码
团队设计这种结构，是更大规模研究的一部分，旨在寻找将信息编码到实体物品中的新方法。
“想想二维码，它们是二维表面上的黑白像素图案，用于存储信息，”德克萨斯大学奥斯汀分校化学教授、该论文的共同作者乔纳森·塞斯勒说。该论文刊载于《Advanced Materials》期刊。
“我们正在探索如何将信息编码为颜色图案，并将其拓展到三维空间；理论上，这有望大幅提高信息密度。”
数学家估计，魔方大约有43 quintillion种不同的排列方式，也就是43乘以10的18次方，这意味着一个魔方或可存储海量信息。
“在较短时间内，你可以操控小方块之间的相互作用，”塞斯勒说。“它们有黏性，但不会粘住。时间长一些，比如24小时后，结构就会固定下来。”
重新组合水凝胶块
科学家使用由香港科技大学化学家邓兆邦发明的一类新型荧光点，为魔方中的27个组成块着色。项目由季晓帆牵头，他曾是德克萨斯大学奥斯汀分校的博士后研究员，目前在邓兆邦的实验室工作。
自愈水凝胶的部分撕裂后，以不同方向重新连接时，会形成新的化学键，使其保持新的构型。制造这种新型柔软魔方的一项挑战，是要让化学键足够弱，使人们可以用手轻松转动各行，同时又要足够牢固，让整个结构保持形状。
研究人员还需进一步开展工作，才能将这项创新用于数据存储或其他应用，例如开发可穿戴传感器，监测患者体内的化学变化，比如糖尿病患者的相关变化。
往事重现
20世纪80年代，塞斯勒运用数学方法找出不同的旋转序列，以便有控制地重新排列魔方上的颜色图案。只要时间充足，他就能将打乱的魔方复原，让每个面都呈现单一颜色。
“我参加派对时，有人会把魔方递给我，”塞斯勒说。“我会走到角落里，在社交场合可以接受的时间内把它复原——大约10到20分钟。”
“现在，用这个新魔方，我们只需把它拆开，再把小方块拼回想要的位置。借助化学的力量，我们可以‘作弊’，几秒钟就解决问题。”
这项研究由中国国家自然科学基金委员会、香港研究资助局、深圳市科技计划、（中国）创新科技署、美国国家科学基金会和罗伯特·A·韦尔奇基金会资助。
