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人造马达模仿肌肉蛋白质,开辟纳米技术的新途径

本站发布时间:2025-01-20 10:11:08

科学家们已经建造了一种能够模仿为生命提供动力的自然机制的人造发动机。就像我们肌肉中的蛋白质将化学能转化为动力,使我们能够执行日常任务一样,这些微小的旋转电机也利用化学能产生力量、储存能量,并以类似的方式执行任务

这一发现来自曼彻斯特大学和斯特拉斯堡大学,发表在《自然》杂志上,为在分子水平上驱动生命的基本过程提供了新的见解,并可能为医学、储能和纳米技术的应用打开大门

曼彻斯特大学首席研究员David Leigh教授说:“生物学在每个生物过程中都使用化学动力分子机器,例如在细胞周围运输化学物质、信息处理或繁殖。通过在纳米级复制自然,我们可以设计出具有自然界中不存在的高度特定功能的全新材料。在自然之外构建这种材料也使我们对其功能和用途有了更大的简单性和控制力。”

运动分子凝胶收缩3MB。图片来源:曼彻斯特大学

人造旋转电机非常小,比一缕头发小得多。它们被嵌入合成凝胶的聚合物链中,在加油时,它们像微型汽车发动机一样工作,将燃料转化为废品,同时利用能量旋转发动机

旋转会扭曲凝胶的分子链,导致凝胶收缩,储存能量,就像弹性带一样缠绕。然后可以释放储存的能量来执行任务

到目前为止,科学家们已经证明了该电机能够打开和关闭微米级的孔并加速化学反应

Leigh教授补充道:“模仿自然界中发现的化学能驱动系统不仅有助于我们理解生命,而且可以为医学、能源和纳米技术的革命性进步打开大门。”

More information: David Leigh, Transducing chemical energy through catalysis by an artificial molecular model, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-024-08288-x. www.nature.com/articles/s41586-024-08288-x

Journal information: Nature

Provided by University of Manchester

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