法國研制出可模擬人體肌肉運動的組合納米機器
發(fā)布時間：2012/10/29 15:51:41
最近，法國國家科學院(CNRS)查爾斯·沙頓研究所的一個研究小組，把上千個納米機器組裝在一起，能像肌肉纖維那樣產生協(xié)調的收縮舒張運動，延展距離約10微米。相關論文發(fā)表在《應用化學》網(wǎng)站上。
自然界創(chuàng)造的“納米機器”是生物分子由極復雜的蛋白質組成，參與生物的基本生命功能，如運輸離子、合成ATP(能量分子)、細胞分裂等。我們的肌肉運動也是由成千上萬的這些蛋白質機器的協(xié)調運動來控制的，一個蛋白質機器的作用范圍大約只有1納米。然而，成千上萬的這些微小作用結合起來，伸縮運動就被放大，能完美地協(xié)調各種運動行為。
過去幾年來，合成化學家在人造納米機器領域已經(jīng)取得了令人目眩的進展，越來越多的研究開始轉向它們的機械性質，但怎樣才能讓許多納米機器在時間和空間上協(xié)調配合至今尚未解決。
現(xiàn)在，法國斯特拉斯堡大學教授尼古拉斯·朱塞波尼領導的研究小組首次成功合成了一種長長的聚合鏈，通過超分子鍵把成千上萬的納米機器結合在一起，每個納米機器都能產生約1納米的線性伸縮運動。在pH值影響下，它們的模擬運動能使整個聚合鏈產生10微米的收縮或舒張，因此各種運動就被相應地放大了1萬倍，就像肌肉組織中那樣。
巴黎狄德羅大學材料與復雜系統(tǒng)實驗室用生物計量方法對這種納米聚合鏈進行了精確測量。
研究人員指出，這一成果將為許多應用領域打開廣闊的前景，如微型機器人、納米信息存儲、人工合成肌肉等，這些可組裝的納米機器還能用來設計擁有新奇機械性能的其他材料。
