法國研制出可模擬人體肌肉運動的組合納米機器
發布時間：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調的收縮舒張運動，延展距離約10微米。相關論文發表在《應用化學》網站上。
自然界創造的“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調配合至今尚未解決。
現在，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。
