納諾設備正常運行像人力肌肉

由意志 Soutter

包括的事宜

簡介
納諾設備的發展
什麼是超分子的聚合物?
人為肌肉的應用
來源

簡介

最近,從中心 National de la Recherche Scientifique (CNRS) 的一個研究小組在法國,導致由尼古拉斯 Giuseppone 和全國各地從事在實驗室,搞到在 nanoscience - 納諾設備裝配的域的突破創新到可能導致類似於肌肉纖維移動的在人的被協調的收縮移動的結構裡。

在另一創新突破,從 UC 聖芭卜拉的科學家,奧馬爾 Saleh 和 Deborah Fygenson 共同努力創建由脫氧核糖核酸製成,并且可能機械上回應刺激這個方式人類細胞將執行的一個動態膠凝體。 這個膠凝體易於被命名了 ` 聰明的材料』。

脫氧核糖核酸膠凝體包含通過長期彼此被連接的僵硬的脫氧核糖核酸 nanotubes,韌勁的脫氧核糖核酸連接器。 FtsK50C,馬達蛋白質,幫助束縛到連接器的特殊站點。 為了使 nanotubes 一致和僵住這個膠凝體, ATP,生物化學的燃料,介紹給膠凝體,在連接器幫助馬達分子捲他們一定。

這兩發展將有重要結果以多種研究域,從機器人學和醫療弭補科到詳細研究到複雜 nanostructured 材料工作情況。

納諾設備的發展

人力肌肉由千位的被協調的移動控制蛋白質纖維 - 自然納諾設備。 蛋白質本質上能够執行功能離子這樣 ATP 運輸,綜合和細胞分裂,是全部一個生存有機體的主要部分。

納米技術研究開始能仿造與人造納諾設備的這些功能。 然而,有限制; 這些設備可能單個只發揮作用在一毫微米的等級的距離。

這是 Giuseppone 的小組工作進來的地方。 他們能大約結合千位納諾設備,其中每一個有能力在 1nm 的望遠鏡行動上,并且放大他們的移動以一個被協調的方式。 這個小組通過首先綜合長的聚合物鏈子達到此通過超分子的債券。 酸碱度影響納諾設備的同時移動以便使聚合物鏈子收縮或擴大大約 10 µm,因而擴大化由系數的移動 10,000。

細菌馬達蛋白質, FtsK50C,允許科學家使這個膠凝體收縮,并且相似地僵住細胞骨架起反應對馬達蛋白質肌球蛋白。 在與馬達蛋白質的啟動前後要監控這個膠凝體的移動,他們固定在一個微小的小珠其表面并且計算了其位置。 發現這個膠凝體有相似的有效的差異和機械工到那細胞。 像細胞為能源使用 (ATP)三磷酸腺苷,移動的此巧妙的脫氧核糖核酸膠凝體用途 ATP。

當使用 ATP 比在綜合聚合物基礎上的其他聰明的膠凝體提升更加快速和更加堅強的技工此膠凝體的創新引人注意。 可能現在用於進一步學習關於細胞骨架如何運作。

膠凝體由僵硬的脫氧核糖核酸 nanotubes 和靈活的脫氧核糖核酸連接器做成可以做硬漢靈活使用 ATP 作為一臺化工觸發器。 畫像著作權: 彼得亞倫,加大聖巴巴拉分校。

什麼是超分子的聚合物?

聚合物長期是分子鏈子,包括共價化學鍵連接的許多重複的部件。 然而超分子的聚合物是有些不同的在結構。 他們仍然由一些單體部件做成,但是他們由相對地弱,可逆,非共價債券,即氫鍵一起一定。

債券的方向和力量細致調整保證一些分子作為聚合物。 非共價債券的反演性意味著在一定條件下超分子的聚合物只被形成,并且鏈子的長度與溫度、這個非共價債券的力量和這個單體的濃度直接地被鏈接。

在 CNRS 科學家完成的這個工作,超分子的聚合物的 tuneability 用於創建將正確地正常運行用這個必需的方式 - 在這種情況下,允許單體部件實際上配合,結合他們各自的移動到對大規模的一個連貫活動的結構。

人為肌肉的應用

此創新 biomimetic 發現有潛在為使用在數十種機器人應用、納米技術和醫學。 它可能也用於進一步開發合併納諾設備的材料和技術。

由 UC 聖芭卜拉科學家的聰明的膠凝體項目也將是對人為肌肉的發展的一個重大攤繳,他們可以複製對的受控收縮人力肌肉如何是根本的運轉。 他們可能也被應用於大範圍域例如聰明的材料、 cytoskeletal 技工和不平衡物理研究和脫氧核糖核酸納米技術。

人為肌肉的首要應用在弭補科和力量協助設備。

然而,黏彈性本質允許人為肌肉作為懸浮系統,從而消滅對外部暫掛的需要。 軟的本質允許它方便地用於人,无需造成傷害。 人為肌肉的 miniaturisability 使他們理想對小,可移植的設備,即照相機。

專家在對 nanomaterials 的我們的瞭解闡明,這些發現在軟材料科學和工程將有重大的影響深遠和長期涵義,和。

來源


Date Added: Oct 30, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 12:10

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